中國粉體網(wǎng)訊 楊德仁院士在學(xué)習(xí)時(shí)報(bào)發(fā)表的《硅為何成為集成電路的首選材料？》一文中提到：集成電路是信息產(chǎn)業(yè)的基石，也是高科技的“明珠”，而硅是集成電路的基礎(chǔ)材料。全球95%以上的半導(dǎo)體器件和90%以上的集成電路制作都是在硅片上完成的。所以說，沒有硅就沒有集成電路，沒有集成電路就沒有信息社會(huì)，所以硅是現(xiàn)代信息社會(huì)的基礎(chǔ)和核心材料。
硅之所以成為首選，原因有三個(gè)方面。一是其純度極高，在所有的物質(zhì)中，能夠被提得最純的就是硅材料，可達(dá)10個(gè)9以上，因此能控制材料里的電子輸運(yùn)性質(zhì)；二是能夠把原子排列成高度有序的單晶體結(jié)構(gòu)，自然界中只有鉆石才能做到這樣，但硅晶體的體積可以很大，能達(dá)300毫米直徑，這是其他材料所不具備的；三是原料豐富，地殼中含量高達(dá)26%，制備成本低廉，工藝成熟，能生長大直徑、低缺陷的晶體，且可以做穩(wěn)定的氧化層，安全無毒。這些優(yōu)勢(shì)使硅在過去70年里穩(wěn)居集成電路基礎(chǔ)材料的核心地位。
楊德仁院士表示，硅材料是集成電路的基礎(chǔ)材料，它支撐了整個(gè)集成電路的發(fā)展，也支撐了信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。而摩爾定律的發(fā)展走到了極限，More Moore和More than Moore兩個(gè)賽道上都需要硅基新材料�？梢钥吹�，硅基的納米硅材料、硅基的異質(zhì)集成的新材料、硅基光電子的新材料等，都促進(jìn)了集成電路向新一代的器件發(fā)展，促進(jìn)了集成電路進(jìn)一步的深化發(fā)展。可以想象，在集成電路新材料的支撐下，集成電路將超越摩爾定律，為人類的信息產(chǎn)業(yè)、高科技產(chǎn)業(yè)提供基礎(chǔ)的支撐。
而在浙江大學(xué)，有這樣一家實(shí)驗(yàn)室，在楊德仁及多位院士、教授的帶領(lǐng)下，成為我國硅材料基礎(chǔ)研究、技術(shù)開發(fā)和人才培養(yǎng)的主要基地，實(shí)驗(yàn)室哺育了三家微電子硅材料上市公司，承擔(dān)IC國家02重大科技專項(xiàng)，成果應(yīng)用于中國航天等高端產(chǎn)業(yè)鏈。它就是浙江大學(xué)硅及先進(jìn)半導(dǎo)體材料全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。
硅及先進(jìn)半導(dǎo)體材料全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（原名：硅材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、高純硅及硅烷國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）于1985年開始建設(shè)，1987年建成，1988年對(duì)外開放，是我國最早建設(shè)的國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室之一。2022年年底，實(shí)驗(yàn)室通過全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室重組為“硅及先進(jìn)半導(dǎo)體材料全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”。實(shí)驗(yàn)室主要依托浙江大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院（材料科學(xué)與工程國家一級(jí)重點(diǎn)學(xué)科、“雙一流”建設(shè)學(xué)科），以及材料物理與化學(xué)（原名半導(dǎo)體材料）、材料學(xué)、凝聚態(tài)物理等國家二級(jí)重點(diǎn)學(xué)科。
機(jī)構(gòu)人員
實(shí)驗(yàn)室主任：楊德仁院士
楊德仁，中國科學(xué)院院士，浙江大學(xué)硅及先進(jìn)半導(dǎo)體材料全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任，長期從事半導(dǎo)體硅材料研究，在硅材料的基礎(chǔ)研究上取得重大成果，發(fā)明了微量摻鍺硅晶體生長系列技術(shù)，系統(tǒng)解決了相關(guān)硅晶體的基礎(chǔ)科學(xué)問題，研究了納米硅的結(jié)構(gòu)、性能，成功制備出納米硅管等新型納米半導(dǎo)體材料。以第一獲獎(jiǎng)人獲得國家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)1項(xiàng)，浙江省科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)4項(xiàng)，省部級(jí)科學(xué)技術(shù)二等、三等獎(jiǎng)及其它科技獎(jiǎng)6項(xiàng)；以第二、三獲獎(jiǎng)人獲得省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)4項(xiàng)。
實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有107名固定人員，其中106名科研人員、3名技術(shù)人員和1名專職管理人員，具有博士學(xué)位獲得者104名，已形成一支由4名兩院院士（張澤、楊德仁、葉志鎮(zhèn)、吳漢明）領(lǐng)銜、18名國家杰出青年基金獲得者、7名教育部長江學(xué)者、28名四青人才等共同組成的高水平研發(fā)隊(duì)伍。
實(shí)驗(yàn)室具有完善的硅及先進(jìn)半導(dǎo)體晶體生長、硅片加工、性能檢測(cè)和芯片驗(yàn)證平臺(tái)，形成研究能力、高層次人才、重大成果產(chǎn)出等方面的較大優(yōu)勢(shì)，是我國硅材料基礎(chǔ)研究、技術(shù)開發(fā)和人才培養(yǎng)的主要基地。近年來獲國家獎(jiǎng)12項(xiàng)，創(chuàng)新了摻氮調(diào)控硅單晶缺陷行為、使役條件下原位電鏡技術(shù)等重大理論，被行業(yè)和學(xué)界普遍認(rèn)可。
研究方向
半導(dǎo)體硅材料
實(shí)驗(yàn)室聚焦高端硅片雜質(zhì)與缺陷調(diào)控理論及技術(shù)、硅片工藝用關(guān)鍵原輔材料理論及技術(shù)等重大關(guān)鍵問題，解決半導(dǎo)體器件核心材料國產(chǎn)替代的的技術(shù)難題。實(shí)驗(yàn)室具有完善的硅晶體生長，硅片加工和硅晶體材料檢測(cè)平臺(tái)，與國內(nèi)硅材料龍頭企業(yè)建立緊密的產(chǎn)學(xué)研合作。在國際上提出了“共摻雜控制硅單晶缺陷行為”的重大創(chuàng)新理論和技術(shù)，發(fā)明了微量摻氮、摻鍺直拉硅單晶等新產(chǎn)品，被國際微電子產(chǎn)業(yè)界廣泛接受和應(yīng)用。哺育了三家微電子硅材料上市公司。合作承擔(dān)了半導(dǎo)體器件國家02專項(xiàng)重大科技任務(wù)，成果應(yīng)用于中國航天等高端產(chǎn)業(yè)鏈。在國內(nèi)率先開發(fā)出高效鑄造晶體硅系列技術(shù)并實(shí)現(xiàn)了規(guī)�；a(chǎn)。
先進(jìn)半導(dǎo)體材料
實(shí)驗(yàn)室聚焦大規(guī)模/超大規(guī)模半導(dǎo)體器件、新型顯示、5G通信、傳感等信息領(lǐng)域發(fā)展急需的先進(jìn)半導(dǎo)體材料，重點(diǎn)解決寬禁帶半導(dǎo)體材料生長、缺陷調(diào)控規(guī)律與外延技術(shù)關(guān)鍵科技問題，為我國信息產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈安全可控提供技術(shù)支撐。實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的高透明導(dǎo)電薄膜技術(shù)國際領(lǐng)先，并應(yīng)用于華燦光電（國際第二大LED芯片企業(yè)），鈣鈦礦LED發(fā)光效率數(shù)次刷新世界紀(jì)錄，并具有全鏈條貫通的寬禁帶半導(dǎo)體單晶生長、加工和外延設(shè)備體系和測(cè)試分析平臺(tái)。
半導(dǎo)體微納結(jié)構(gòu)與物理
實(shí)驗(yàn)室聚焦使役條件下（高溫、載荷、氣氛、輻照等）半導(dǎo)體性能與微納結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)演變規(guī)律的重大科學(xué)問題，為硅及先進(jìn)半導(dǎo)體材料技術(shù)突破提供理論支撐，推動(dòng)微納結(jié)構(gòu)調(diào)控新材料設(shè)計(jì)及產(chǎn)業(yè)技術(shù)提升。率先研制出了掃描電鏡和透射電鏡中的原位原子分辨熱力電耦合測(cè)試系統(tǒng)；首次實(shí)現(xiàn)了氣固催化反應(yīng)過程原子級(jí)別的直觀成像，建立了外場(chǎng)調(diào)控活性位點(diǎn)的新方法。
參考來源：
浙江大學(xué)官網(wǎng).浙江大學(xué)硅及先進(jìn)半導(dǎo)體材料全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
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（中國粉體網(wǎng)編輯整理/初末）
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