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中国科学院院士郑有炓:发展第三代半导体要培养能解决问题的人才
 2020-10-12
 

在日前举办的2020第三届半导体才智大会暨“中国芯”集成电路产教融合实训基地(南京)成立仪式上,中国科学院院士、南京大学教授郑有炓发表了题为《发展第三代半导体,加快人才教育培养》的演讲。郑有炓指出,培养第三代半导体领域的创新人才的一个重点,是要培养具有“解决问题、发现问题、提出问题”能力的优秀人才。

 

第三代半导体 支撑信息技术创新发展

 

郑有炓指出,半导体材料是信息技术的核心基础材料。半导体领域向来有“一代材料、一代技术、一代产业”的说法。上个世纪,半导体材料的实用化进程先后发展了三类具有代表性的半导体材料。

 

第一代半导体以Ge、Si元素为主,在上个世纪40到50年代取得突破。它的发展推进了晶体管的发明、集成电路的诞生,以及电荷耦合器件的发明,开创了固体电子学与硅微电子技术,引领电子学、电子技术的革命。第二代半导体是以GaAs、InP为代表的化合物半导体,在上个世纪60到70年代取得突破。它的发展推动了半导体激光器诞生、射频晶体管的问世,引发通信技术革命,为互联网、移动互联网技术奠定了基础。

 

第三代半导体是以GaN、SiC为代表的宽禁带化合物半导体,在上个世纪80到90年代取得突破性进展。在光电子领域,第三代半导体作为颠覆性技术,开拓高效固态发光光源和固态紫外光源与探测技术,开创白光照明和全色平板显示的新纪元。在微电子领域,第三代半导体超越第一代、第二代半导体,发展高能效、低功耗、具有极端性能和耐恶劣环境的宽带功率技术和宽带射频电子技术。第三代半导体以不可替代的优势支撑信息技术的创新发展。

 

郑有炓还指出:“第三代半导体在基础层面对新基建的实施、5G信息技术的创新发展以及新时期产业数字化转型智能化发展,提供了有力的支撑。”GaN射频PA是毫米波频段5G基站的必然选择,并有望成为4G基站PA的主流方向。

 

在功率半导体器件领域,第三代半导体的发展也很快。Si功率器件的转换效率低,以巨额能耗为代价,性能提升日趋于逼近Si材料物理极限,难以满足新一代信息技术发展的新需求。SiC、GaN器件与Si相比具有高电压、大功率、低损耗、高能效、耐高温和抗辐射性能,能有效提高功率转换效率并实现电力设备的小型化、轻量化。第三代半导体的应用,有望解决数据中心、基站等基础设施可持续发展面临的巨大能耗瓶颈,支撑移动智能终端实现小型化、轻量化,并提升续航能力。

 

以“十四五”规划为契机 加快制定实施人才教育培养计划

 

当前国内外形势正在发生深刻而复杂的变化,我国半导体产业发展仍处于重要攻坚发展期,加快发展半导体产业离不开人才特别是高层次领军人才。

 

郑有炓指出,5G通信时代,第三代半导体与第一代、第二代半导体优势互补、协同支撑新一代信息技术创新发展,支撑传统产业数字化转型、智能化发展。第三代半导体作为基础层面硬科技支撑新基建的实施,支撑新时期社会经济的高质量发展。与第一、二代半导体相比,第三代半导体尚属发展中的新型半导体,如何加快加强人才教育培养?第三代半导体产业与第一代、第二代半导体相比,具有以下特点:首先,第三代半导体属发展中的半导体新技术、新兴产业。我国基本上与其他国家处于同一起跑线,不存在“代”的差别。其次,第三代半导体属战略性先进技术、战略性产业,从基础层面支撑新基建,支撑5G通信技术创新发展、能源与环境面对的严峻挑战、传统产业更生换代、数字化转型和智能化发展。而且第三代半导体具有广阔的应用前景,从面广量大的高端应用到消费类商品主流市场,市场空间巨大。再次,第三代半导体产业设备难度和工艺精度远低于集成电路技术的要求,没有卡脖子问题。最后,第三代半导体产业资金门槛不高,远低于集成电路。

 

我国在推进第三代半导体产业时,要及时优化微电子学科人才培养体系,构建优化的结构体系和学科布局,形成第三代半导体面向科技前沿、面向产业主战场的人才培养格局。郑有炓还建议,以“十四五”规划为契机,制定人才教育培养计划,并加快实施。

 

(来源:中国电子报)