2024年10月24日，由粉體圈主辦，國內首個以AI硬件相關材料為主題的“2024‘新材料為AI產業提速’先鋒論壇”在深圳落下帷幕。論壇邀請到AI硬件相關，從基礎原材料再到終端器件有深刻理解并已做出重要成就的科學家、工程師和企業家等作精彩報告，分享了國內眾多材料領域所取得的研發和產業成果，并對相關技術和產業方向作出分析判斷。參會者普遍對內容的前瞻性和深度給予了高度評價。為盡力彌補因故未能到場朋友們的遺憾，粉體圈將對此次論壇報告稍作梳理，供讀者交流學習不時之需。小編學識和能力有限，如有錯漏還望不吝賜教，多加諒解。

報告要點總結

報告1：AI硬件與材料創新

報告人：周彥昭 首席材料專家

華為技術有限公司

報告深入剖析了人工智能（AI）的發展歷程、技術演進及其在材料科學領域的應用前景。內容涵蓋了AI技術的起源、發展階段、以及當前大模型技術帶來的行業拐點，強調了智能時代數字經濟的加速發展對算力需求的增長。報告還涉及了AI在各行業的滲透率、全球人工智能市場規模的預測，并提出人工智能最大的需求是感知，感知更大的能力需求是材料。此外，報告還討論了AI時代對組織結構和人才管理的影響，以及跨學科知識在AI新材料創新中的重要性。最后，報告通過案例分析展示了AI技術在材料開發中的應用，如導熱凝膠粉體配比的AI預測模型，以及AI在藥物開發周期中的作用，強調了數據積累和數據庫建設的重要性。

報告2：大尺寸磷化銦晶圓的制備及其在AI光芯片應用探討

報告人：趙有文 研究員、博士生導師、首席科學家

中科院半導體研究所、珠海鼎泰芯源晶體有限公司

報告探討了磷化銦晶圓在人工智能光芯片應用中的市場現狀、技術發展、制備技術以及市場展望。趙有文研究員詳細討論了磷化銦材料的發展歷史、產業鏈現狀、在光電子和微電子器件中的應用，特別強調磷化銦(InP)是繼5G后，未來6G通訊中太赫茲頻段芯片的首選材料，具有高遷移率和優異的抗輻射性能。報告還涉及了磷化銦的市場規模和增長趨勢，光芯片的集成度和尺寸，以及6英寸磷化銦外延材料的技術水平，特別提出6寸外延片的均勻性與3寸片相當甚至更優, 面積增大到4倍，而成本降低50%。此外，還介紹了磷化銦單晶生長技術，包括垂直梯度凝固（VGF）和垂直布里奇曼（VB）技術，并討論了光通信產業鏈和大尺寸磷化銦單晶襯底加工制備技術。

報告3：AI算力新材料：砷化鎵基板，磷化銦基板和鍺基板

報告人：任殿勝 博士、技術總監

北京通美晶體技術股份有限公司

任博士深入分析了砷化鎵（GaAs）、磷化銦（InP）和鍺（Ge）這三種關鍵半導體材料的綜合特性、當前應用及未來發展趨勢。他指出，GaAs和InP作為III-V族化合物半導體，具備高電子遷移率和直接躍遷特性，使它們在射頻器件、光電領域，如LED、激光器、太陽能電池等方面具有顯著優勢。特別是GaAs，在5G技術推動下，其在射頻器件中的應用需求日益增長，預計隨著5G手機的普及，GaAs芯片的使用量將進一步增加。InP則因其優越的電學性能，在光通信和數據傳輸領域扮演著重要角色，特別是在傳輸距離大于100m的場景中，InP的應用更為突出。隨著數據中心對更高數據速率和更低功耗的需求增長，基于InP的激光器和光電探測器市場將持續擴大。Ge作為IV族半導體材料，雖然在商業規模上被硅（Si）取代，但作為戰略稀缺元素，在探測以及新能源（太陽能）等領域作用明顯。

報告4：AI算力"卡脖子"材料：高純磷化銦（InP）低成本規?；瘜W合成生產技術

報告人：黃小華 博士、總經理

北京化工大學、陜西銦杰半導體有限公司

黃博士探討了高純磷化銦（InP）材料在AI算力領域的應用及其合成技術。他分析了磷化銦作為關鍵的III-V族化合物半導體材料，在5G/6G通信、數據中心、AI、光電子等領域的重要應用，并指出了全球InP襯底市場的供應現狀，特別是美日企業的市場主導地位和國內技術的差距。黃博士還討論了磷化銦產業鏈面臨的國外技術封鎖問題，以及新興行業及國防領域對InP材料的需求。此外，介紹了團隊在磷化銦多晶合成技術方面的進展，包括不同合成技術的優勢和挑戰，以及在晶體純度控制、提高合成效率、降低成本、保證產品批次一致性方面的創新成果。最后，他還展望了磷化銦合成技術的發展趨勢和市場動向。

報告5：金剛石半導體材料與器件的新進展

報告人：王宏興 教授、博士生導師

西安交通大學

王教授憑借國際化視野，詳盡地闡述了金剛石材料在AI產業中的潛在應用和發展前景，包括大面積金剛石同質外延和異質外延襯底的技術進展。他討論了金剛石材料的電子遷移率、漂移速度和熱導率等關鍵性能指標，并指出了美國對相關半導體材料技術的禁運政策。王教授還展示了西安交通大學在高質量單晶金剛石襯底制備方面的成果，包括同質外延和異質外延技術，以及金剛石剝離技術，尤其在2 inch單晶金剛石實現了批量化，達到XRD(004)半峰寬91 arcsec指標，處于國際領先地位。此外，他還介紹了金剛石基電子器件的發展，如金剛石MOSFET和功率射頻FET，并展望了金剛石材料在高性能電子器件中的應用潛力。最后，王教授總結了金剛石材料研究的現狀和未來發展方向，強調了提高材料質量、降低缺陷密度以及激活能高的重要性

報告6：金剛石在熱管理中的應用

報告人：劉明昭 金剛石事業部經理

中材人工晶體研究院(山東)有限公司

劉經理從金剛石的歷史發展、物理特性、人工合成方法（高溫高壓HPHT和化學氣相沉積CVD）等角度切入，強調了金剛石作為國家戰略性材料的重要性。報告指出金剛石具有超高熱導率、高電阻率、高擊穿場強等特性，而遠高于銅和銀的熱導率，使其成為高性能散熱應用的理想材料，在5G通訊、人工智能、半導體、新能源汽車等尖端科技領域凸顯關鍵作用。同時，報告也涉及了金剛石在產業化過程中面臨的挑戰，如尺寸限制、高成本和加工難度，并提出了有效的解決方案，包括頂層設計、裝備迭代、拋光工藝等。

報告7：金屬軟磁粉芯一體電感在AI大算力領域的應用

報告人：蔡平平 副總經理

天通凱偉科技有限公司

報告探討了AI技術對電源需求的增長，特別是GPU在AI大算力領域的應用，以及隨之帶來的供電挑戰。蔡平平總經理提出了供得進、堆得下、高效率的供電總體思路，詳細介紹了多種供電技術解決方案，包括多相供電、高頻開關、磁電集成封裝、垂直供電技術等，以及這些技術在材料選型、產品方案和工藝路線上的應用。報告還分享了AI領域應用實際案例，提出了功率電感及其軟磁材料的發展趨勢，包括TLVR電感的發展方向、功率電感設計的新思路（電感不僅是功率器件，應該把電感當做芯片來做），以及高頻用高Bs低損耗材料的迭代進展。

報告8：高性能非晶納米晶材料的開發和應用

報告人：李雪松 博士

松山湖材料實驗室

李博士強調了非晶/納米晶此類材料的優異性能，如高強度、高硬度、大彈性、耐蝕耐磨等，并指出軟磁非晶合金是全生命周期的綠色節能材料，在電力、家電、手機和新能源行業有廣泛應用，特別是在AI服務器內提供儲能和濾波的作用顯著。報告還提到中國是非晶/納米晶材料的主要生產國，但產業化研發力度較弱的問題，同時未來的發展方向聚焦于高頻、高效、小型化的材料。李博士團隊在此領域取得了顯著的科研進展，包括開發高頻高磁導率非晶/納米晶合金和高Bs低Hc非晶-納米晶過渡合金。此外，報告還提到了非晶合金在電機領域的新應用，如非晶合金定子鐵心加工工藝的突破和非晶電機樣機的開發。

報告9：先進金屬軟磁功能材料開發及應用技術

報告人：池強 技術總監

寧波磁性材料應用技術創新中心有限公司

報告深入探討了先進金屬軟磁功能材料的開發及其在高頻應用中的技術突破。重點論述了非晶納米晶合金粉末的創新制備技術，包括多級粉碎霧化制粉技術，該技術通過高速旋轉圓盤配合氣體霧化，實現了微細球狀金屬粉末的制備，這些粉末具有高球形度、低氧含量，并且粒徑分布集中，特別適用于低GFA成分非晶納米晶粉末制備。報告中提到，通過設計絕緣層可以有效調控高性能非晶納米晶粉芯的性能。此外，通過選擇特定的合金成分（如FeSiBPNbCu合金）和優化熱處理工藝，可以實現對粉芯的損耗、磁導率及直流偏置特性的精確控制，從而達到優異的綜合磁性能。

報告10：貴金屬裝聯材料在半導體芯片中的應用

報告人：周文艷 博士、主任研究員

貴研鉑業股份有限公司

周博士深入探討了貴金屬裝聯材料在半導體芯片制造中的應用及其特性。她詳細介紹了貴金屬如金、鉑、銀、鈀、銠、鋨、釕、銥等在電子裝聯材料中的多種形態和用途，包括蒸發料、擴散阻擋層、薄膜等，并分析了這些材料的物理化學特性如何滿足半導體行業的苛刻要求。周博士還討論了不同貴金屬裝聯材料的技術關鍵點、市場現狀以及它們在AI技術發展中的潛在應用，并提出由于AI的大量應用，半導體芯片在大規模數據處理、高性能復雜計算能力、高效能效比、高度定制化和先進的封裝技術等方面提出了更高需求，貴金屬裝聯材料將被要求在材料純度、綜合性能和一致性上持續提升。

報告11：鉭（鈮）酸鋰晶體性能及應用介紹

報告人：張學鋒 博士、總經理

寧夏鉅晶源晶體科技有限公司

張博士深入了探討鉭（鈮）酸鋰晶體的性能、生長技術及其在多個領域的應用。他詳細介紹了這些晶體的材料特性，包括聲表面波（SAW）器件、壓電效應、熱釋電效應、非線性光學效應和電光效應，并討論了如何通過化學計量比控制來優化這些晶體的性能。張博士還闡述了非同成分共熔法（DCCZ）等晶體生長技術的最新進展，以及這些技術如何實現更高質量的晶體生產。此外，他指出鉭（鈮）酸鋰晶體在聲學、熱學和電光領域表現出卓越的性能，廣泛應用于工業生產且成本效益高，易制成大尺寸基片，但為滿足未來發展需求，其晶體生長質量仍有待提升，需在理論研究、材料合成、生長工藝、薄膜制備及檢測標準等方面進行深入研究和改進。

報告12：大尺寸光學級鈮酸鋰晶圓的制備及其在AI產業中的應用探討

報告人：彭立果 總經理

山東恒元半導體科技有限公司

彭立果總經理在報告中深入探討了大尺寸光學級鈮酸鋰晶體的產業化挑戰及其在人工智能（AI）產業中的潛在應用。他詳細介紹了鈮酸鋰晶體的基本性質、發展歷史和在AI產業中的應用前景，包括其在高速光模塊和電光調制器中的關鍵作用，并提出鈮酸鋰單晶薄膜有望成為大規模集成光電子器件的襯底材料推動集成光學芯片、量子計算領域的發展。他還分析了大尺寸光學級鈮酸鋰晶體產業化面臨的挑戰，如晶體生長控制、單疇化難題、復雜的工藝流程和品質控制標準的建立。此外，他還概述了公司在大尺寸鈮酸鋰晶體生長技術（12英寸鈮酸鋰晶體成功研制）、后處理及晶圓加工產線建設、企業標準品控體系建立以及產品體系開發方面的工作進展和成就。

后記

通過聆聽先鋒論壇的精彩報告，不難認識到新材料在AI領域有著的廣闊應用前景，更重要是深入了解隨AI時代一同到來有哪些技術挑戰和產業機遇。趨勢業已確立，未來十年將會是AI產業騰飛的十年。主辦方相信，通過開展跨材料跨學科技術交流，能夠為產業協同發展，為產研合作對接，為材料界人才培養和企業發展注入新動力。期待在未來的日子里，能與各位同仁繼續攜手，共同推動新材料與AI技術的深度融合，為社會帶來更多創新和價值。感謝每一位參與者的熱情投入和寶貴貢獻，讓我們期待不久的將來再次相聚，共同見證和創造更多的輝煌。下次會議見！

深圳AI新材料論壇