9月25日，由中國電子信息產業(yè)發(fā)展研究院、南京市江北新區(qū)管理委員會、中國半導體行業(yè)協會、中國科學院微電子研究所共同主辦的2020第三屆半導體才智大會暨“中國芯”集成電路產教融合實訓基地（南京）成立儀式正式召開。在本次大會上，中國科學院院士、南京大學教授鄭有炓發(fā)表了題為《發(fā)展第三代半導體，加快人才教育培養(yǎng)》的演講。鄭有炓指出，培養(yǎng)第三代半導體領域的創(chuàng)新人才的一個重點，是要培養(yǎng)具有“解決問題、發(fā)現問題、提出問題”能力的優(yōu)秀人才。

第三代半導體支撐信息技術創(chuàng)新發(fā)展

鄭有炓首先對第三代半導體進行了深入淺出的介紹。鄭有炓指出，半導體材料是信息技術的核心基礎材料。半導體領域向來有“一代材料、 一代技術、 一代產業(yè)”的說法。上個世紀半導體材料的實用化進程先后發(fā)展了三類代表性的半導體材料。

第一代半導體以Ge 、Si 元素為主，在上個世紀40-50年代取得突破。它的發(fā)展推進了晶體管的發(fā)明、集成電路的誕生，以及電荷耦合器件的發(fā)明，開創(chuàng)了固體電子學與硅微電子技術，引領電子學、電子技術的革命。第二代半導體是以GaAs、InP為代表的化合物半導體，在上個世紀60-70年取得突破。它的發(fā)展推動了半導體激光器誕生、射頻晶體管的問世，引發(fā)通信技術革命（寬帶光纖通信，寬帶射頻無線通信），為互聯網、移動互聯網技術奠定了基礎。

第三代半導體是GaN 、SiC為代表的寬禁帶化合物半導體，在上個世紀80-90年代取得突破性進展。在光電子領域，第三代半導體作為顛覆性技術，開拓高效固態(tài)發(fā)光光源和固態(tài)紫外光源與探測技術，開創(chuàng)白光照明和全色平板顯示的新紀元。在微電子領域，第三代半導體超越第一代、第二代半導體，發(fā)展高能效、低功耗、具有極端性能和耐惡劣環(huán)境的寬帶功率技術和寬帶射頻電子技術。第三代半導體以不可替代性優(yōu)勢支撐信息技術的創(chuàng)新發(fā)展。

鄭有炓還指出：“第三代半導體在基礎層面對新基建的實施、5G信息技術的創(chuàng)新發(fā)展以及新時期產業(yè)數字化轉型智能化發(fā)展，提供了有力的支撐?！币陨漕l芯片為例，第一代半導體的LDMOS器件，工作電壓低（串聯多極功放），功率附加效率低（35%---50%），電流開關比低、能耗大，工作頻率不超過3.5GHz。GaAs器件的工作頻率可以達到毫米波段，但是輸出功率不高，功率密度也較小（1-2W/mm）。第三代半導體RF-GaN超越了GeSi、Si-LDMOS和GaAs具有更高工作電壓、更高功率、更高效率、高功率密度，更高工作溫度和更耐輻射能力，是當代最具優(yōu)勢的射頻功率器件。GaN射頻PA是毫米波頻段5G基站的必然選擇，并有望成為4G基站PA的主流方向。

在功率半導體器件領域，第三代半導體的發(fā)展也很快。Si功率器件的轉換效率低，以巨額能耗為代價，性能提升日趨于逼近Si 材料物理極限，難于滿足新一代信息技術的展的新需求。SiC、GaN器件與Si相比具有高電壓、大功率、低損耗、高能效、耐高溫和抗輻射性能，有效提高功率轉換效率并實現電力設備的小型化、輕量化。第三代半導體的應用，有望解決數據中心，基站等基礎設可持續(xù)發(fā)展施面臨的巨大能耗瓶頸，支撐移動智能終端實現小型化、輕量化并提升續(xù)航能力。

以“十四五”為契機，加快制定實施人才教育培養(yǎng)計劃

當前國內外形勢正在發(fā)生深刻復雜變化，我國半導體產業(yè)發(fā)展仍處于重要攻堅發(fā)展期，加快發(fā)展半導體產業(yè)都離不開人才，特別是高層次領軍人才。

鄭有炓指出，5G信息時代，第三代半導體與第一代、第二代半導體優(yōu)勢互補、協同支撐新一代信息技術創(chuàng)新發(fā)展，支撐傳統產業(yè)數字化轉型、智能化發(fā)展。第三代半導體作為基礎層面硬科技支撐“新基建”的實施，支撐新時期社會經濟的高質量發(fā)展。與第一、二代半導體相比，第三代半導體尚屬發(fā)展中的新型半導體，如何加快加強人才教育培養(yǎng)？第三代半導體產業(yè)與第一代、第二代半導體相比，具有以下特點：首先，第三代半導體屬發(fā)展中的半導體新技術、新興產業(yè)。我國基本上與其他國家處于同一起跑線上，不存在“代”的差別。其次，第三代半導體屬戰(zhàn)略性先進技術、戰(zhàn)略性產業(yè)。從基礎層面支撐新基建，支撐5G信息技術創(chuàng)新發(fā)展、能源與環(huán)境面對的嚴峻挑戰(zhàn)、傳統產業(yè)更生換代，數字化轉型和智能化發(fā)展。而且第三代半導體具有廣闊的應用前景，從面廣量大的高端應用到消費類商品主流市場，市場空間巨大。再次，第三代半導體產業(yè)設備難度和工藝精度遠低于集成電路技術的要求，沒有卡脖子問題。最后，第三代半導體產業(yè)資金門檻不高，遠低于集成電路。

我國在推進第三代半導體產業(yè)時，要及時優(yōu)化微電子學科人才培養(yǎng)體系，構建優(yōu)化的結構體系和學科布局，形成三代半導體面向科技前沿面向產業(yè)主戰(zhàn)場的人才培養(yǎng)格局。鄭有炓還建議，以國家“十四五”為契機，制定人才教育培養(yǎng)計劃，加快實施。
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