半导体新材料成为半导体产业高质量发展的新突破？4月17日-18日，第十五届中国电子信息技术年会在两江新区举行，在18日举行的年会主论坛上，多位两院院士为在场的2000余名观众分享了未来电子信息产业高质量发展的亮点、趋势，其中半导体新材料成为不少专家着重关注的内容。

  在中国加速推进碳达峰、碳中和的背景下，能大幅度降低电力传输中能源消耗的宽禁带半导体正成为中国半导体行业研究的重点。

  中国科学院院士、中国电子学会副理事长、西安电子科技大学教授郝跃称，目前宽禁带半导体已经在汽车、卫生等领域得到了大规模应用。其中在汽车领域，运用宽禁带半导体之后，电动汽车可在同样电力驱动下完成更长的里程。

  而在未来新的6G通信领域，郝跃预测，6G通信2030年或将会进入产业化，未来宽禁带半导体释放巨大市场潜力和强大发展动力。

  为进一步占领宽禁带半导体研发的制高点，中国还在2020年成立了宽禁带半导体器件与集成电路国家工程研究中心，目前已经在氮化镓半导体设备、氮化镓毫米波功率器件等多个领域取得了技术突破。

  “中国已经提出了‘3060碳排放目标’，也让宽禁带半导体用了更加广阔的前景。当然我们也还要一直努力，在电力总量攀升的同时降低传输过程中的消耗，推动碳达峰、碳中和目标早日实现。”郝跃说。

  中国科学院院士、北京大学教授彭练矛表示，随着芯片制造工艺逼近2nm，传统的硅基芯片材料的潜力已基本被挖掘殆尽，不足以满足行业未来逐步发展的需要，启用新材料是公认的从根本上解决芯片性能问题的出路。

  彭练矛指出，碳纳米管拥有完美的结构、超薄的导电通道、极高的载流子迁移率和稳定能力，未来有望取代传统的硅基集成电路技术。面向后摩尔时代，中国经过近二十年的努力，现已基本解决ITRS提出的碳纳米管5+挑战，实现了整套的碳纳米管集成电路和光电器件制备技术，同时也在碳纳米管的无掺杂技术探讨研究方面取得重大突破，使得我国在碳基芯片的基础研究方面迈入全球发展前列。

  畅想未来，彭练矛认为碳基技术有望全方位影响现有半导体产业格局。我国应抓住这一历史机遇，从材料开始，总结过往经验，通过发展碳基芯片，实现中国芯的弯道超车。现有研究已经从科学和技术角度，证明碳基集成电路拥有超越硅基的无限潜力，亟待解决的则是产业领域的工程性问题，实现技术的落地与实用化。

  全球工业互联网正处在格局创立的关键期和规模化扩张的窗口期。中国科学院院士尹浩说，工业互联网有网络、平台、数据、安全四大体系。其中网络体系是基础，涵盖设计、研发、生产、管理等各环节人、机、物的泛在深度互联。而5G在工业互联网领域的落地应用、融合发展也面临诸多挑战。

  首先是跨界融合仍不充分。工业互联网跨界融合的知识难度、细分市场的专业性要求都更高。运营商、设备商、工业互联网公司间的行业壁垒仍较高。企业间融合融通、相互促进、共生共享的产业生态尚未形成。其次是工业应用场景多样，网络部署复杂，标准化建设的难度也较大。三是商业模式尚不清晰。不同服务、不同场景，对于网络的带宽要求、网络资源消耗以及对运营商运维体系的复杂程度要求不同。

  对此，尹浩表示，创新发展工业互联网，核心关键是打牢网络基础。实现生产链、产业链、价值链全要素的网络化安全可靠互联仍面临诸多问题。“5G+工业互联网”应用前景广阔，充满挑战，不过需要重视相关领域基础理论与方法创新。

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