Page 97 - 机械自动化设计与制造研究

第二章 半导体生产自动化

之外，氮化镓作为一种结构相当稳定、类似纤锌矿的化合物，又是高熔点并且坚
硬的材料，因此适用于极端环境。氧化锌是在熔点、成本等方面表现出极大应用
前景的化合物半导体材料。氧化锌研究的重要方向是压电器件和压电光电子器件
应用。

二、全球第三代半导体材料发展趋势

（一）国外研究现状
纵观全球第三代半导体材料产业格局，正是由于美欧日等发达国家对半导

体技术的高度重视，不仅加快了第三代半导体材料的发展，同时形成了美国、欧洲、
日本三足鼎立态势。美国在第三代半导体材料产业中全球独大。早在 20 世纪 50
年代，美国便通过国防研发支持和政府采购支持半导体技术，实施以半导体产业
为主的高技术产业补贴政策。2021 年 8 月，美国 AKHAN 半导体公司研发出被业
界广泛关注的 300mm 的金刚石衬底，该衬底具有优越的性能，被视作航天、通

信、国防及电子科技芯片技术的未来。在欧洲，2010 年启动了由意法半导体公
司牵头成立的产学研项目“LASTPOWER”，旨在联合攻关碳化硅和氮化镓的关
键技术，并在 2013 年取得丰硕的研究成果，使欧洲跻身世界高能效功率芯片研

究与商用的最前沿。2014 年，欧盟启动了由意法半导体主导，德法等国协同的“面
向电力电子应用的大尺寸碳化硅衬底及异质外延氮化镓材料”项目，该项目旨在
对碳化硅和氮化镓关键技术进行研发。在日本，早在上个世纪 90 年代，其半导
体产业在全球市场占有率就已经高达 50%。2008 年“日本新一代节能器件技术
战略与发展规划”提出，将采用碳化硅、氮化镓等宽禁带半导体器件进一步降低

功率器件的功耗。2014 年在“国家硬电子计划”中将碳化硅衬底的制备与器件
外延作为了重点研究课题投以巨资进行支持。2016 年日本启动“有助于实现节
能社会的新一代半导体研究开发”项目，主要进行氮化镓功率元器件的开发与应

用。该项目为期 5 年，2016 年项目经费预算为 10 亿日元。在 2021 年，日本提
出了半导体产业“三步走”战略，旨在从技术研发、产业链融合等方面领先世界。
目前半导体行业的日本龙头企业 ROHM 大手笔地投入碳化硅功率电器的研发。
（二）国内研究现状
在半导体材料和器件的研究方面，我国起步较晚，且与国际先进水平相比

差距仍然较大，但是我国政府、企业、组织相当重视集成电路和半导体产业。政

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