CMIC：幾種主要半導體材料的應用與發展現狀

　　20世紀中期，單晶硅和半導體晶體管的發明及硅集成電路的研制成功，引發了電子工業革命；20世紀70年代初，石英光導纖維材料和GaAs激光器的發明，促進了光纖通信技術的跨越式發展并逐步形成高新技術產業……隨著科技發展，半導體材料越來越多，其在各行業中的應用，深刻地改變著人們的生活方式。那么，現階段幾種主要半導體材料的發展現狀與趨勢是怎樣的呢？

　　硅材料。硅材料可算半導體中應用最為廣泛的一類材料，目前直徑為8英寸的Si單晶已經實現大規模工業生產，基于直徑為12英寸硅片的集成電路技術正處在由實驗室向工業生產轉變中。目前，直徑8英寸的硅外延片和SOI材料已研制成功，下一目標是更大尺寸的片材。

　　GaAs和InP單晶材料。這種材料可以提高器件和電路的速度以及解決由于集成度的提高帶來的功耗增加問題。其優勢頗多：一是發光效率比較高；二是電子遷移率高，適合于制作超高速、超高頻、低噪音的電路；三是可以實現光電集成，大大提高電路的功能和運算速度。目前，基于GaAs和InP的超晶格、量子阱材料已經發展得很成熟，廣泛應用于光通信、移動通訊、微波通訊領域。

　　寬帶隙半導體材料。氮化鎵、碳化硅和氧化鋅等均屬于寬帶隙半導體材料，因其禁帶寬度都在3個電子伏以上，在室溫下不可能將價帶電子激發到導帶，適用于航空航天等高溫惡劣環境中。例如，如果用碳化硅的高功率發射器件，體積至少可以減少幾十到上百倍，壽命亦大大增加，因此，高溫寬帶隙半導體材料是非常重要的新型半導體材料。目前該材料在研究中的瓶頸在于材料極難生長，或者長出來的材料缺陷很多，各國科學家們都在著力解決這個問題。

　　低維半導體材料。事實上，這里所講的低維半導體材料即納米材料。目前，低維半導體材料生長與制備主要集中在幾個比較成熟的材料體系，如GaAlAs/GaAs，In（Ga）As/GaAs，GeSi/Si等，并在納米微電子和光電子研制方面取得了重大進展。

　　CMIC認為，對于不同半導體材料，應采取不同的發展策略。如我國GaAs、InP等單晶材料同國外的主要差距在于拉晶和晶片加工設備落后，生產能力缺乏競爭性，這就需要國家層面統一組織與領導，建立我國自己的研究、開發和生產聯合體；而對于超晶格、量子阱材料，則應以三基色材料和光通信材料為主攻方向，兼顧新一代微電子器件和電路的需求。