半导体技术

在当今高科技时代，微电子技术的不断发展为人类带来了巨大的便利，但同时也为我们带来了严峻的挑战。随着设备规模的缩小和功能的集成，传统的半导体技术已经无法满足人类对于更高性能、更高效率的需求。因此，研究人员需要不断寻找新的技术方案，以应对这些挑战，为人类带来更加先进、更加可靠的微电子产品。

在当今科技发展的快节奏中，人们对于能够满足高性能和高效率的半导体技术的需求日益增长。金刚石半导体作为一种新兴材料，具有极高的导热率和硬度，为未来电子产业带来了巨大潜力。

佳能于2023年10月13日宣布推出FPA-1200NZ2C纳米压印半导体制造设备，该设备执行电路图案转移，是半导体制造中最重要的工艺之一。纳米压印是一种将光刻胶涂在晶圆上，然后使用印有特定图案的印模进行压印，以形成电路的工艺。相比传统的光刻工艺，纳米压印可以以更低的成本实现精细工艺，因为它不需要使用镜头。纳米压印技术可以替代光刻环节，而其他的刻蚀、离子注入、薄膜沉积等标准的芯片制造工艺仍然兼容，可以很好地与现有产业接轨，无需重新建立整个制造流程。

2022年，俄乌冲突、大国博弈、新冠疫情冲击加速百年变局的演进。国际格局激烈动荡加剧了国家间的竞争，信息技术作为新一轮科技革命和产业变革的关键力量，已成为世界主要经济体争夺的高地。人工智能、半导体、量子信息技术、通信、高性能计算等高新技术的不断进步，不仅推动着科技创新和产业升级，也为人类社会的创新发展注入了持续的动力。这些技术的广泛应用，将变革生产生活方式，促进人类社会繁荣发展。信息技术的持续创新，将成为促进经济社会发展、推动社会进步、增进人类福祉的重要力量。

中国科学家取得了一项突破性进展，有望提高新一代半导体的生产。美国曾试图禁止向中国出口这种半导体，因为它在国防和关键基础设施等领域的应用。

康奈尔大学正在领导一个耗资 3400 万美元的新研究中心，该中心将加速节能半导体材料和技术的开发，并为微电子系统开发革命性的新方法。SUPeRior 节能材料和器件 (SUPREME) 中心将与该中心的赞助商半导体研究公司 (SRC) 合作，汇集来自 14 个高等教育机构的领先研究人员。SUPREME 是 SRC 的 JUMP 2.0 联盟资助的七个中心之一。该中心将由 SRC 及其 14 所合作大学资助；康奈尔大学在这个五年项目中的投资将达到 700 万美元。

新兴的可打印、低成本和环保的替代半导体可以引领通往更便宜、更可持续的物联网之路。西蒙弗雷泽大学领导着一个由可印刷电子产品各个领域的顶级专家组成的跨国团队，研究团队已经确定了可打印电子产品的关键优先事项和有前途的途径，以实现自供电、环保的智能传感器。研究成果发表在Nature Electronics上。

柔性半导体对于未来的可穿戴电子技术至关重要，但一直难以集成到复杂的架构中。现在，在最近发表在Advanced Electronic Materials上的一项研究中，来自日本的研究人员已经开发出一种直接的方法来制造用于高级电路的高质量柔性半导体。研究人员通过一种简化逐层组装的方法制造了一维柔性n型半导体。这项工作可能是可穿戴电子制造的未来。

新一代航天器对宇航芯片的性能和抗辐射能力提出了更高要求。碳纳米管器件的栅控效率高、驱动能力强，是后摩尔时代最具发展潜力的半导体技术之一，并具有较强的空间应用前景。

日本东京大学研究团队开发出新一代半导体加工技术，可使用激光在半导体封装基板上形成直径6微米以下的微细孔洞，而此前该技术的极限约为40微米。

众所皆知，摩尔定律已经逐渐不适用半导体制程的未来发展，因此许多专家都在构思如何突破现状的方式。如今市场又遇到芯片短缺的情况，随着经济情况的逆转，厂商必须开始思考，兴建新晶圆厂的延迟性，有可能遇到在未来产能激增但需求同时减弱时，又再一次导致严重产能过剩的问题。

日本研究人员开发出一种纳米纤维素纸半导体，其展现了3D结构的纳米—微米—宏观跨尺度可设计性以及电性能的广泛可调性。研究结果日前发表在美国化学学会核心期刊《ACS纳米》上。

用木材制造半导体的想法并不像听起来那么遥远。这是因为植物的细胞壁是由一种叫做纤维素的材料制成的，在某些条件下，当加热到相对较高的温度时，纤维素可以导电。

基于钙钛矿的晶体管通过将具有空穴迁移率的p型半导体与n型半导体结合来控制电流。与迄今为止积极研究的n型半导体相比，制造高性能 p型半导体一直是一个挑战。POSTECH研究团队使用钙钛矿开发世界性能最高的p型晶体管

马萨诸塞大学洛厄尔分校的科学家领导的研究，用于增强无线通信和数字成像的新型更快、更强大的半导体正在设计中。获得的170万美元的 NSF 项目旨在改善无线通信、成像等。

近日半导体材料的获得重大突破，创造了一种可以推倒摩尔定律“终结”的芯片。这一突破是在麻省理工学院 (MIT)、国立台湾大学 (NTU) 和台积电 (TSMC) 的共同努力下完成的，台积电是全球最大的先进芯片制造商。突破的核心是采用半金属铋的工艺，可以制造 1 纳米 (nm) 以下的半导体。

英特尔于2021年7月26日公布了至2025年的制程技术和封装技术蓝图。除了公布其近十多年来，首个全新晶体管架构RibbonFET和业界首个全新的背部供电设计PowerVia之外，英特尔还重点介绍了迅速采用下一代EUV技术的计划，即高数值孔径（High-NA）EUV。

半导体技术是数字时代的一项基础性技术。大数据、人工智能（AI）、自动驾驶和5G等新技术要渗透到社会的各个角落，仅依靠算法和软件还远远不够。如果缺乏性能卓越的半导体，就难以造出低能耗、高效率地处理庞大数据和复杂计算的硬件，数字驱动经济发展或将是纸上谈兵。

由于，目前硅半导体已达到物理极限，若要在硅基功率元件(如Si-MOSFET等)高耐压、耐高温、降低单位面积阻抗等参数作大幅改善，则需要采用宽能隙半导体材料如SiC(碳化硅)或GaN来替代。其中，SiC半导体的宽能隙(band gap)比现有的硅半导体宽3倍以上，可以承受10倍以上的电压，多用于在电动车逆变器（inverter）、车载充电器、太阳能变流器和工业设施中。

复旦大学微电子学院周鹏教授团队针对当下系统存算分离的能效瓶颈难题，发现了新型二维铁电半导体在集成电路领域的应用方案，实现了铁电存储计算技术的原始创新，提供了发展存算融合系统的器件范式。

台湾经济研究院产经资料库研究员：中国功率半导体虽具国产化发展空间 但不确定性高