電子材料

英國(guó)元素六公司推出最新量子器件級(jí)金剛石材料

英國(guó)元素六（Element Six）公司推出通用化學(xué)氣相沉積（CVD）量子級(jí)金剛石材料DNV—B14 ，有望成為制作磁場(chǎng)器件、射頻傳感器、固態(tài)陀螺儀和室溫磁化器等量子器件的理想材料。DNV—B14 可提供均勻和高密度的氮空位（NV）自旋中心，與DNV 系列的第1種材料DNV—B1 相比，氮空位密度增加了10倍以上。元素六公司是金剛石和超硬材料制造領(lǐng)域的先驅(qū)，其工程級(jí)金剛石材料已實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)量子研究突破，包括倫敦帝國(guó)學(xué)院開(kāi)發(fā)的世界上第一個(gè)連續(xù)波的室溫固態(tài)激光器、洛克希德·馬丁公司新型磁力計(jì)等。（工業(yè)和信息化部電子科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所）

韓國(guó)研究人員開(kāi)發(fā)出世界最小量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器芯片

韓國(guó)原子能研究所（KAERI）和電子和電信研究所（ETRI）的研究人員開(kāi)發(fā)出一款用于量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器（QRNG）的核心芯片，該芯片可高速提供真隨機(jī)數(shù)，從根本上防止黑客入侵。

研究人員通過(guò)將β量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器縮小為1.5mm的芯片，開(kāi)辟了商業(yè)化的道路。同時(shí)，該團(tuán)隊(duì)將嘗試最大限度地提高β量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器芯片的性能，并促進(jìn)用于密碼通信市場(chǎng)的商業(yè)化用于小型物聯(lián)網(wǎng)。

據(jù)悉，隨機(jī)數(shù)生成器用于計(jì)算機(jī)、移動(dòng)通信等領(lǐng)域的信息加密。但由于沒(méi)有單獨(dú)物理設(shè)備的算法生成的偽隨機(jī)數(shù)，擁有一個(gè)弱點(diǎn)，即隨著黑客技術(shù)的進(jìn)步，算法可以被解密。而β量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器可廣泛用于私人和軍事物聯(lián)網(wǎng)，因?yàn)樗鼈兛梢燥@著提高安全性。

ETRI負(fù)責(zé)人表示，“如果這項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，它將成為最終的休戰(zhàn)隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，可以安裝在所有類型的計(jì)算機(jī)、安全系統(tǒng)、處理器和物聯(lián)網(wǎng)模塊中?！?/p>

該研究所表示，研究人員通過(guò)應(yīng)用低噪聲互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）和鍍上極少量鎳—63的薄膜制造等技術(shù)，使β量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的核心電路小型化。為了捕捉到能量小的β射線信號(hào)，必須降低半導(dǎo)體本身的噪聲。使用低噪聲CMOS技術(shù)，可以集成信號(hào)處理電路，從而減小尺寸和降低噪聲。（中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)）

世界最高4 800萬(wàn)像素硅基液晶芯片即將量產(chǎn)

2021年中國(guó)國(guó)際服務(wù)貿(mào)易交易會(huì)上，來(lái)自江門的五邑大學(xué)中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所數(shù)字光芯片聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室發(fā)布了數(shù)字光場(chǎng)芯片技術(shù)研究的最新進(jìn)展。這款世界最高4800萬(wàn)像素硅基液晶芯片，在近10家合作機(jī)構(gòu)的共同努力下，將逐步從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化過(guò)程，即將量產(chǎn)。

五邑大學(xué)智能制造學(xué)部部長(zhǎng)張昕表示，數(shù)字光場(chǎng)芯片是可通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)字信號(hào)控制形成任意光場(chǎng)圖形的芯片的統(tǒng)稱，人們正是通過(guò)數(shù)字光場(chǎng)芯片掌握了控制光場(chǎng)的能力。

在民用領(lǐng)域，該芯片在電影、投影儀、激光電視、數(shù)字車燈、AR/VR等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，擁有巨大的市場(chǎng)空間。在3D打印、PCB數(shù)字曝光、芯片光刻、平板顯示光刻、激光加工、機(jī)器視覺(jué)等工業(yè)領(lǐng)域，也依賴于數(shù)字光場(chǎng)芯片所形成的數(shù)字化的圖形。如在硅光計(jì)算領(lǐng)域，數(shù)字光場(chǎng)芯片技術(shù)可以為硅光計(jì)算機(jī)和量子計(jì)算機(jī)奠定技術(shù)基礎(chǔ)。（中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)）

我國(guó)氮化釩超級(jí)電容器材料研究中取得進(jìn)展

中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院固體物理研究所功能材料物理與器件研究部研究員朱雪斌課題組在氮化釩（VN）超級(jí)電容器材料研究中取得進(jìn)展。研究人員采用溶液法在硅基片上制備出多孔VN薄膜，該薄膜顯示出優(yōu)異的超級(jí)電容器性能。

VN具有優(yōu)異的導(dǎo)電性、大的電壓窗口和高的理論比電容，是性能優(yōu)越的超級(jí)電容器電極材料。在硅基片上直接制備VN超級(jí)電容器薄膜電極，可實(shí)現(xiàn)微型超級(jí)電容器器件單元的構(gòu)筑，有望在芯片式電子器件和便攜式電子設(shè)備中得到應(yīng)用。目前，VN薄膜電極大都采用物理法制備，不僅難以實(shí)現(xiàn)薄膜形貌的有效調(diào)控，而且限制了VN薄膜的性能提升。

該研究中，研究人員采用化學(xué)溶液法在硅基片上成功制備出大尺寸、多級(jí)結(jié)構(gòu)的多孔VN薄膜，能夠有效提高離子與電子的傳輸，進(jìn)而提升性能。結(jié)果表明，在1M氫氧化鉀電極液中，薄膜可達(dá)到60mF/cm2的面積比電容?；谠摫∧?gòu)筑的對(duì)稱固態(tài)超級(jí)電容器具有高的能量密度和功率密度，以及優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性，且能夠通過(guò)器件串聯(lián)以有效拓寬電壓窗口，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)不同顏色的LED燈。（中國(guó)科學(xué)院）

天津大學(xué)研發(fā)可溶性電子產(chǎn)品復(fù)合材料

天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系黃顯教授團(tuán)隊(duì)，從“電子產(chǎn)品環(huán)保易回收”的理念出發(fā)，研發(fā)出了可溶于水、用于制造電子產(chǎn)品的納米復(fù)合材料，可以實(shí)現(xiàn)電子產(chǎn)品無(wú)污染快速回收，為電子垃圾無(wú)害處理開(kāi)出了新“藥方”。

黃顯團(tuán)隊(duì)研發(fā)出了一種引線互連的室溫水燒結(jié)納米復(fù)合材料，用這種材料制成的電子產(chǎn)品在正常使用條件下可以長(zhǎng)期穩(wěn)定地使用，當(dāng)需要廢棄回收時(shí)，只需要將電子產(chǎn)品丟入水中，即可在幾天之內(nèi)降解，其中的芯片等元器件仍然可以回收使用，既沒(méi)有污染又能增加電子元器件的利用率，實(shí)現(xiàn)電子產(chǎn)品無(wú)污染化的快速回收。

在天津大學(xué)精儀學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室里，記者看到了剛剛研發(fā)成功的可溶性智能手表。該手表和傳統(tǒng)的智能手表一樣，具有傳感器，可以精確測(cè)量心率、血氧水平和步數(shù)，并通過(guò)藍(lán)牙連接，將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞謾C(jī)應(yīng)用程序；有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）屏幕可以顯示相關(guān)手機(jī)的日期、時(shí)間和消息。但與普通智能手表不同的是，當(dāng)這款智能手表被完全浸入水中時(shí)，其外殼和電路會(huì)在40h內(nèi)完全溶解，遺留下來(lái)的僅是OLED屏幕、電阻器、電容器等可再次利用組件。（中國(guó)電子元件行業(yè)協(xié)會(huì)）

我國(guó)學(xué)者與海外合作者在磁性材料中發(fā)現(xiàn)·多拓?fù)浜商匦浴按攀印?/p>

中科院強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心杜海峰研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合安徽大學(xué)和美國(guó)新罕布什爾大學(xué)臧佳棟團(tuán)隊(duì)提出并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了一種多拓?fù)浜纱沤Y(jié)構(gòu)。該磁結(jié)構(gòu)具有粒子特性，其拓?fù)浜煽梢允菑恼截?fù)的任意整數(shù)值，表現(xiàn)出與拓?fù)浜上嚓P(guān)的電流新穎調(diào)控特性。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是信息社會(huì)發(fā)展的重要基石。以硬盤為代表的磁存儲(chǔ)器件存儲(chǔ)了全球約70%的數(shù)據(jù)，但其存儲(chǔ)速度、密度和能耗均趨于功能極限。近年來(lái)，科學(xué)家在磁性材料中發(fā)現(xiàn)的磁斯格明子、磁麥韌、磁浮子、磁霍普夫子等多種納米尺度拓?fù)浯沤Y(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出強(qiáng)自旋—電子耦合特性，有望作為新型數(shù)據(jù)載體構(gòu)建新一代高性能自旋電子學(xué)器件。對(duì)拓?fù)浯沤Y(jié)構(gòu)的研究形成了拓?fù)浯烹娮訉W(xué)學(xué)科。然而，前期研究的拓?fù)浯沤Y(jié)構(gòu)的拓?fù)浜删淮笥?，限制了器件應(yīng)用。

該聯(lián)合團(tuán)隊(duì)通過(guò)三維微磁學(xué)模擬及原位洛侖茲透射電鏡實(shí)現(xiàn)了一種由中間層“磁斯格明子袋”與表面層“多拓?fù)鋺B(tài)磁渦旋”結(jié)合的三維多拓?fù)鋺B(tài)磁結(jié)構(gòu)?？紤]其構(gòu)型類似于超導(dǎo)渦旋束，這種磁結(jié)構(gòu)被命名為“磁斯格明子束子”（Skyrmion Bundles），簡(jiǎn)稱“磁束子”?！按攀印痹诩{秒脈沖電流驅(qū)動(dòng)下具有粒子行為，能夠作為一個(gè)整體在電流驅(qū)動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，并且其運(yùn)動(dòng)軌跡與拓?fù)浜煞?hào)密切相關(guān)。

多拓?fù)浜伞按攀印钡膶?shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)將拓?fù)浯烹娮訉W(xué)研究對(duì)象從單拓?fù)浜蓴U(kuò)展到多拓?fù)浜?，揭示了磁性材料中拓?fù)浯沤Y(jié)構(gòu)的多樣性，為未來(lái)開(kāi)發(fā)多態(tài)存儲(chǔ)、邏輯及信息處理器件提供新的數(shù)據(jù)載體，有望開(kāi)辟拓?fù)浯烹娮訉W(xué)研究的新領(lǐng)域。（國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)）

中科院在可見(jiàn)—近紅外光電探測(cè)研究方面取得新進(jìn)展

中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院固體物理研究所科研人員在可見(jiàn)—近紅外光電探測(cè)研究方面取得進(jìn)展，獲得了高性能的可見(jiàn)—近紅外錫離子（Sn2 +）敏化的硫化鉛（PbS）薄膜光電探測(cè)器。

光電探測(cè)在環(huán)境監(jiān)測(cè)、光通訊、生物醫(yī)學(xué)成像和軍事預(yù)警等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。PbS是一種直接帶隙半導(dǎo)體，在可見(jiàn)光到紅外光范圍內(nèi)具有較高的光吸收系數(shù)，非常適合作為可見(jiàn)—紅外光的探測(cè)材料，但是PbS中通常存在大量的缺陷，導(dǎo)致其光電性能較差。

前期，為提高光電響應(yīng)度，研究團(tuán)隊(duì)將金納米棒修飾到PbS的表面，借助金納米棒的等離共振增強(qiáng)效應(yīng)將PbS的光響應(yīng)度提升了125%～175%。通過(guò)改變金納米棒的高度，調(diào)整金納米棒的等離共振峰，進(jìn)而將光響應(yīng)的最佳位置從可見(jiàn)光范圍調(diào)整到近紅外光范圍。

目前，提高PbS光電特性的途徑主要是在PbS中增加敏化中心：第一，在氧氣環(huán)境中進(jìn)行高溫快速熱處理，使PbS的帶隙中引入敏化中心和附加態(tài)能級(jí)，從而提高載流子壽命，但該方法重復(fù)性較差；第二，利用高能激光器對(duì)PbS薄膜進(jìn)行增敏，由于受到激光光斑大小的影響，導(dǎo)致薄膜增敏不均勻，而且高能激光可能會(huì)破壞薄膜結(jié)構(gòu)，因此難以規(guī)?；a(chǎn)；第三，在化學(xué)沉淀PbS過(guò)程中進(jìn)行化學(xué)敏化，通過(guò)在反應(yīng)溶液中加入強(qiáng)氧化劑（過(guò)氧化氫、過(guò)氧化鈉、水合肼等）來(lái)引入敏化中心，雖然提高了敏化效率，但強(qiáng)氧化劑的大量使用使批量生產(chǎn)存在一定的安全隱患。

鑒于此，團(tuán)隊(duì)科研人員采用安全有效的摻雜敏化法，通過(guò)添加Sn2+對(duì)PbS進(jìn)行敏化來(lái)提高其光電特性。同時(shí)，Sn2+敏化使得其響應(yīng)時(shí)間降低到微秒量級(jí)，僅是純PbS薄膜探測(cè)器響應(yīng)時(shí)間的十萬(wàn)分之一。此外，該探測(cè)器對(duì)不同頻率的脈沖光響應(yīng)的穩(wěn)定性高，在4kHz高頻脈沖光照射下，仍具有優(yōu)異的穩(wěn)定性和開(kāi)關(guān)重復(fù)性能。（中國(guó)科學(xué)院）

臺(tái)積電推出用于硅光子芯片的先進(jìn)封裝技術(shù)

臺(tái)積電已針對(duì)數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)推出了其新型先進(jìn)封裝技術(shù)——緊湊型通用光子引擎（COUPE）異構(gòu)集成技術(shù)，為了應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量的爆炸式增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)中心芯片必須發(fā)展硅光子（SiPH）技術(shù)，以降低功耗并提高傳輸速度，這也推動(dòng)了相關(guān)封裝技術(shù)的進(jìn)步，臺(tái)積電COUPE技術(shù)由此應(yīng)運(yùn)而生。

COUPE技術(shù)是一種光電共封裝技術(shù)（CPO），將光學(xué)引擎和多種計(jì)算和控制ASIC集成在同一封裝載板或中間器件上，能夠使組件之間的距離更近，提高帶寬和功率效率，并減少電耦合損耗。據(jù)消息人士所說(shuō)，SiPH應(yīng)用市場(chǎng)將至少需要2～3年的時(shí)間才能起步，但臺(tái)積電憑借其對(duì)COUPE技術(shù)的儲(chǔ)備，有望在該領(lǐng)域搶占先機(jī)，特別是用于數(shù)據(jù)中心的SiPH網(wǎng)絡(luò)芯片。微軟和谷歌都在關(guān)注采用SiPHASIC作為他們的數(shù)據(jù)中心芯片。（中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)）

晶能成功制備硅襯底紅光Micro LED，全彩化關(guān)鍵突破

晶能光電成功制備了紅、綠、藍(lán)三基色硅襯底GaN基MicroLED陣列，在MicroLED全彩芯片開(kāi)發(fā)上前進(jìn)了關(guān)鍵一步。

微米尺寸的MicroLED制備已經(jīng)脫離了普通LED工藝而進(jìn)入了IC制程。大尺寸硅襯底GaN晶圓具有低成本、兼容IC制程、易于襯底剝離等核心優(yōu)勢(shì)，已成為MicroLED制備的主流技術(shù)路線。在國(guó)際上，Aledia、Plessey、ALLOS、STRATACA CHE等公司都在專注于硅襯底MicroLED開(kāi)發(fā)。主要消費(fèi)電子產(chǎn)業(yè)巨頭更是在這一領(lǐng)域投入大量資源，以期在AR、VR等可穿戴設(shè)備的巨大市場(chǎng)中拔得頭籌。

MicroLED走向大規(guī)模應(yīng)用要求高良率和高光效的紅綠藍(lán)三基色MicroLED芯片。目前綠光和藍(lán)光的GaN材料體系已經(jīng)成熟，并滿足MicroLED制程開(kāi)發(fā)的要求。但對(duì)于紅光MicroLED，傳統(tǒng)的紅光AlInGaP體系因?yàn)槠洳牧陷^脆和側(cè)壁上非輻射復(fù)合嚴(yán)重，面臨著良率和光效兩方面的重大技術(shù)瓶頸。所以，開(kāi)發(fā)InGaN基紅光LED，特別是大尺寸硅襯底上InGaN基紅光LED被業(yè)界寄以厚望。晶能光電這一成果發(fā)布，標(biāo)志其成為國(guó)內(nèi)首家實(shí)現(xiàn)硅襯底GaN基三基色MicroLED的生產(chǎn)企業(yè)。（中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)）

硅烷科技擬建設(shè)500t/a半導(dǎo)體硅材料項(xiàng)目

河南硅烷科技發(fā)展股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“硅烷科技”）發(fā)布關(guān)于擬建設(shè)500t/a半導(dǎo)體硅材料項(xiàng)目的公告。公告顯示，硅烷科技主導(dǎo)研發(fā)的區(qū)熔級(jí)多晶硅項(xiàng)目已取得階段性成果，該項(xiàng)目的研發(fā)樣品分別在第3方專業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)和試用廠家進(jìn)行了檢測(cè)和試驗(yàn)，依據(jù)檢測(cè)報(bào)告以及試驗(yàn)反饋情況，各項(xiàng)指標(biāo)與國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品基本一致。（中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)）

年產(chǎn)10萬(wàn)片碳化硅單晶襯底項(xiàng)目在淶源投產(chǎn)

河北同光科技發(fā)展有限公司年產(chǎn)10萬(wàn)片直徑4～6英寸碳化硅（SiC）單晶襯底項(xiàng)目，在保定市淶源縣經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)投產(chǎn)，成為保定第3代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)從研發(fā)到規(guī)模量產(chǎn)的一次成功跨越。

SiC單晶作為第3代半導(dǎo)體材料的核心代表，處在SiC產(chǎn)業(yè)鏈的最前端，是高端芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。2020年3月，淶源縣人民政府與該公司簽署協(xié)議，政企共建年產(chǎn)10萬(wàn)片直徑4～6英寸SiC單晶襯底項(xiàng)目，總投資約9.5億元，項(xiàng)目采用國(guó)際先進(jìn)的SiC單晶襯底生產(chǎn)技術(shù)，布局單晶生長(zhǎng)爐600臺(tái)，購(gòu)置多線切割機(jī)、研磨機(jī)等加工設(shè)備200余臺(tái)，建成具有國(guó)際先進(jìn)水平的SiC單晶襯底生產(chǎn)線（。中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)）