隨著生產(chǎn)及科學技術(shù)的發(fā)展，功能晶體材料逐漸從天然晶體發(fā)展為人工晶體，對單晶的尺寸、質(zhì)量和數(shù)量的需求都日益增長，尤其是半導(dǎo)體單晶，更是成為了繼人造寶石和人工水晶后生產(chǎn)規(guī)模最大的商品晶體。不過半導(dǎo)體領(lǐng)域技術(shù)壁壘高，我國多數(shù)企業(yè)仍處于自力更生的探索階段，各家都采用自己的工藝路線，國內(nèi)幾大襯底廠商各自為政，行業(yè)上并沒有統(tǒng)一的標準，這對于行業(yè)的長期發(fā)展不一定是好事。此時適當?shù)男畔⒔涣鳎粌H有利于行業(yè)的快速發(fā)展，對于新進入該領(lǐng)域的新兵來說，也能讓他們少走一些彎路。

2021年1月7日，“全國高純粉體與晶體材料創(chuàng)新發(fā)展論壇”在廣東省珠海市盛大開幕，本屆論壇由粉體圈主辦，多位來自人工晶體及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域的專家學者、企業(yè)代表出席會議。論壇共包含16個重磅報告，報告專家通過多個角度為我們描繪了高端功能晶體領(lǐng)域的前景，同時也為業(yè)內(nèi)企業(yè)指明了一些研發(fā)和生產(chǎn)的方向，以下是本次會議的回顧：

珠海真理光學儀器有限公司總經(jīng)理張福根博士致辭

鄒廣田院士-《高速生長CVD金剛石單晶及其應(yīng)用》

（吉林大學超硬材料國家重點實驗室珠海分實驗室）

金剛石單晶是無與倫比的極限材料，是各種優(yōu)異性能的集大成者，因此一直以來都是晶體材料中最受關(guān)注的材料之一，尤其是在半導(dǎo)體領(lǐng)域中，更被業(yè)界譽為“終極半導(dǎo)體”，未來有希望發(fā)展為千億量級的市場。報告中，鄒廣田院士從金剛石的各項特性出發(fā)，分析了金剛石在各個領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢，并對CVD金剛石單晶生長的關(guān)鍵技術(shù)做了闡述，為金剛石的未來描繪出了美好的前景。

徐永寬副院長-《關(guān)于碳化硅單晶制備技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的幾點拙見》

（天津理工大學功能晶體研究院）

碳化硅單晶的優(yōu)異性質(zhì)（寬禁帶、高導(dǎo)熱系數(shù)、低介電常數(shù)、優(yōu)異抗輻射能力）使它在電力控制用功率器件材料、高耐壓的高頻器件材料等方面有巨大的應(yīng)用潛力，但同時也使它的生長條件變得極為苛刻，很難長出大尺寸的優(yōu)質(zhì)碳化硅單晶。報告中，徐永寬院長對碳化硅單晶材料的應(yīng)用領(lǐng)域和市場前景、碳化硅單晶材料制備工藝路線、國內(nèi)外現(xiàn)狀等進行簡述，并針對碳化硅單晶材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展提出自己的見解。

穆文祥博士-《寬禁帶半導(dǎo)體氧化鎵晶體和器件研究進展》

（山東大學、晶體材料國家重點實驗室）

氧化鎵是一種能以低成本獲得大尺寸、高質(zhì)量、可摻雜塊狀單晶的超寬禁帶半導(dǎo)體材料（4.8eV）。因此與碳化硅和氮化鎵等半導(dǎo)體材料相比，氧化鎵在更高功率的應(yīng)用方面具有獨特優(yōu)勢，如超高壓電力電子器件、射頻電子發(fā)射器、深紫外光電探測器等。報告中，穆文祥博士對具備熱力學穩(wěn)定相的β-Ga₂O₃的性能優(yōu)勢、單晶生長加工方法及其難點、最具前景的應(yīng)用領(lǐng)域進行了簡述。

薛冬峰教授-《功能材料多尺度結(jié)晶研發(fā)》

（中科院深圳先進技術(shù)研究院）

稀土是極其重要的戰(zhàn)略資源，能與其他材料組成性能各異、品種繁多的新型材料，比如說稀土晶體就憑借獨特的發(fā)光特性成為國防和民用尖端科技領(lǐng)域中的關(guān)鍵材料質(zhì)之一，是高效利用稀土資源的重要方向。報告中，薛冬峰教授概括了稀土具備的多種特殊性能，如光、電、磁、化學等，并對其在信息技術(shù)、生物技術(shù)、能源技術(shù)等高技術(shù)領(lǐng)域和國防建設(shè)中的應(yīng)用前景進行了簡述。

王海麗教授-《閃爍體在醫(yī)學檢測領(lǐng)域中的應(yīng)用》

（北京中材人工晶體研究院有限公司）

閃爍晶體是一種能將Χ、γ射線或其它高能粒子的能量轉(zhuǎn)變成可見光或紫外光的功能晶體材料，因此被廣泛應(yīng)用于高能物理、核醫(yī)學成像、工業(yè)無損探傷、地質(zhì)勘探和安檢等領(lǐng)域。報告中，王海麗教授對醫(yī)用檢測設(shè)備CT、PET/CT閃爍體的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展我國該類閃爍晶產(chǎn)業(yè)的主要任務(wù)及存在問題進行評述。總得來說，國內(nèi)醫(yī)用閃爍體市場相當可觀，但還需要更多的努力，爭取在技術(shù)上有更多的突破。

邱明波博士-《半導(dǎo)體晶體材料放電加工技術(shù)研究》

（南京航空航天大學）

作為下半場的第一個報告，邱明波博士為我們介紹了一種新穎的半導(dǎo)體加工方式——放電加工。據(jù)悉，這種加工方式能夠利用電能和熱能進行加工，加工時工具與工件并不接觸，而是靠工具與工件間不斷產(chǎn)生的脈沖性火花放電，利用放電時產(chǎn)生局部、瞬時的高溫逐步蝕除具備導(dǎo)電性能材料。一旦克服半導(dǎo)體晶體電阻率較高這個難題，該技術(shù)必能很好地應(yīng)用于制備具有復(fù)雜的曲線、型面的半導(dǎo)體零件。

徐家躍教授-《光電晶體下降法生長及其產(chǎn)業(yè)化》

（上海應(yīng)用技術(shù)大學）

光電晶體是主要利用光電轉(zhuǎn)化的功能晶體，種類很多，包括光學晶體、激光晶體、非線性光學晶體、電光晶體、壓電晶體、閃爍晶體和磁光晶體等。報告中，徐家躍教授為我們介紹了幾種關(guān)鍵晶體的合成工藝（尤其是坩堝下降法）及其應(yīng)用，并重點介紹了研究團隊在生長工藝上的一些創(chuàng)新點及近年來取得的成績。

李顯坪技術(shù)副總-《99.99999%（7N）高純砷制備技術(shù)及其應(yīng)用》

（揚州中天利新材料股份有限公司）

砷化鎵晶體是關(guān)鍵的化合物半導(dǎo)體材料之一，它的生長需要依賴于單質(zhì)砷、鎵的物理化學反應(yīng)，原材料純度越高，就越能顯示出材料的本征特性，因此一般都要用6N或7N級別的單質(zhì)砷來制備。報告中，李總除了分享高純砷的制備技術(shù)外，還介紹了超純砷化鎵粉體與晶體的制備及其在半導(dǎo)體領(lǐng)域的應(yīng)用等內(nèi)容。

趙有文博士-《磷化銦單晶襯底材料的批量生產(chǎn)及在半導(dǎo)體領(lǐng)域的應(yīng)用》

（中科院半導(dǎo)體研究所、珠海鼎泰芯源晶體有限公司）

磷化銦是第二代半導(dǎo)體材料之一，具有電子遷移率高、耐輻射性能好、禁帶寬度大等優(yōu)點，不過磷化銦晶圓的制備技術(shù)門檻很高，因此市場參與者較少。報告中，趙有文博士為我們講解了磷化銦單晶生長技術(shù)和襯底制備技術(shù)的原理、發(fā)展歷程和現(xiàn)狀，以及垂直溫度梯度凝固法（VGF）生長低位錯磷化銦單晶的技術(shù)優(yōu)勢、存在的問題及面臨的挑戰(zhàn)等。

吳亮教授-《高質(zhì)量、大尺寸AlN單晶生長及其應(yīng)用前景展望》

（上海大學，奧趨光電技術(shù)（杭州）有限公司）

氮化鋁是第三代半導(dǎo)體材料之一，是它們之中的直接帶隙中禁帶寬度（6.2eV）最寬的一個，具有極為優(yōu)良的光、電、聲、機械性質(zhì)，被成為是做傳感器最好的材料。不過AlN單晶的制備難度極大，成本也很高，因此對于商業(yè)化來說是個大挑戰(zhàn)。報告中，吳亮教授為我們梳理了AlN單晶不同的生長路線以及影響長晶質(zhì)量的各種因素，并介紹了他們團隊近年來在AlN單晶生長上取得的一些成績，包括前后三代不同工藝的優(yōu)勢及不足，以及通過不同路線得到的產(chǎn)品的特殊用途。

張昭宇教授-《化合物半導(dǎo)體在光纖通信激光器上的應(yīng)用現(xiàn)狀及前景》

（香港中文大學（深圳）理工學院）

光纖通信是當今最主要的有線通信方式，報告中張昭宇教授從為何選用GaAs或InP應(yīng)用于光纖通信激光器出發(fā)，討論了這兩種材料相較其他光電材料本身物理化學性能的優(yōu)劣以及用這兩種材料制成激光器器件的難點，并在分析目前產(chǎn)業(yè)走勢的前提下，預(yù)估這兩種材料在激光器應(yīng)用上未來的幾個可能發(fā)展方向，最后著重介紹硅基單片集成的材料、器件、集成等的幾種解決方案。

鄧麗榮博士-《3C-SiC半導(dǎo)體材料基因?qū)W特性與應(yīng)用》

（西安科技大學材料學院）

碳化硅具備多種優(yōu)異性能，而在半導(dǎo)體領(lǐng)域尤其重視它的電學性能。不過碳化硅雖然具備高效率、高功率密度的優(yōu)點，但成本相對比較高，相對于以往的Si材質(zhì)器件功率器件，SiC在性能與成本間的平衡以及對高工藝的需求成為了它是否能真正普及的關(guān)鍵。報告中，鄧麗榮博士從晶體學層面分析了導(dǎo)致SiC結(jié)構(gòu)變化的關(guān)鍵因素及其對性能的影響，強調(diào)了粉體原料對生長高質(zhì)量碳化硅晶體的重要性。

李雪冰博士-《高純粉體領(lǐng)域顆粒檢測所面臨的問題和展望》

（丹東百特儀器有限公司）

粉體的品質(zhì)對晶體材料的品質(zhì)極其重要，但由于在產(chǎn)業(yè)上缺乏統(tǒng)一的標準，人們在檢測原料時不僅會因為不同檢測技術(shù)上的差異而感到困惑，也會因為粉體材料在微觀和宏觀形態(tài)上的差異而無法判斷數(shù)據(jù)是否可靠。報告中，李雪冰博士強調(diào)了產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)業(yè)的檢驗標準，不能只重視數(shù)據(jù)漂亮與否，而是要與應(yīng)用端掛鉤，看清真正的工藝需求是什么。

張福根博士-《國產(chǎn)激光粒度儀技術(shù)性能的超越式進步》

（珠海真理光學儀器有限公司）

由于我國粒度儀起步較歐美國家較晚，因此很多人都會認為國產(chǎn)粒度儀與國際水平仍有差距，但張福根博士對此抱有不同的看法，他認為目前國產(chǎn)激光粒度儀對比進口激光粒度儀已毫不遜色。報告中，張福根博士匯報了近幾年真理光學在激光粒度儀上取得的一些突破性進步，并對粒度分析過程中遇到的幾個難題進行解析。

馮平倉博士-《超前研發(fā)應(yīng)對周期性或突發(fā)經(jīng)濟危機》

（四川瑞馳拓維機械制造有限公司）

去年爆發(fā)的新冠疫情讓各個行業(yè)都受到很大的沖擊，許多企業(yè)也因此破產(chǎn)倒閉，因此如何增強企業(yè)的抗風險能力成為了2020年和2021年的大課題。報告中，馮平倉博士以風趣幽默的語言，為我們展現(xiàn)了一名原“海歸打工仔”是如何從零開始創(chuàng)業(yè)，結(jié)合豐富的項目經(jīng)驗，把設(shè)備當成藝術(shù)品來做，最終打造出可靠民族品牌的經(jīng)歷。

張揚博士-《單分散易流動CeO2晶體微球顆粒的低溫快速制備方法研究》

（華南理工大學化學與化工學院）

二氧化鈰（CeO₂）是稀土元素鈰中最穩(wěn)定的氧化物，因具有獨特的儲放氧功能，以及高溫化學穩(wěn)定性和快速氧空位擴散能力，很適合作為性能優(yōu)越的高溫氧敏材料。報告中，張揚博士對二氧化鈰的重要前驅(qū)體碳酸鈰的沉淀法合成過程中的反應(yīng)結(jié)晶過程機制做了總結(jié)歸納，并分析了碳酸鈰顆粒行程過程內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化規(guī)律和關(guān)鍵過程影響條件。

結(jié)語

就如張福根博士在致辭中所說的一樣，雖然現(xiàn)在是整年最寒冷的時刻，但帶來希望的春天就在不遠的將來，對于我國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)來說也是如此。中國第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的未來，需要各位齊心協(xié)力，每一點的進步都是幫助我國半導(dǎo)體行業(yè)走出寒冬的重要力量。

最后，感謝各位參會代表的積極響應(yīng)，讓本次珠海晶體材料論壇得以順利落幕。2020發(fā)生了很多事，轉(zhuǎn)眼間已是庚子年的尾巴，在這一年間除了學會要珍惜眼前外，更重要的是要不斷地去努力實現(xiàn)自己的目標。在此，粉體圈祝大家在新的一年都能夠找到理想的發(fā)展方向、萬事如意！

粉體圈 小榆