半导体技术发展范文1
关键词：电子科学技术；半导体材料；特征尺寸；发展；趋势
1 对现阶段我国电子科学技术发展进程向前推进的过程中所使用到的半导体材料进行分析
1.1 元素类半导体材料在我国电子科学技术发展初级阶段得到了较为广泛的应用
作为出现最早并且得到了最为广泛的应用的第一代半导体材料，锗、硅是其中典型性相对来说比较强的元素半导体材料，第一代半导体材料硅因为存储量相对来说比较大、工艺也相对来说比较成熟，成为了现阶段我国所生产出来的半导体设备中得到了最为广泛的应用，锗元素是发现时间最早的一种半导体材料。在我国电子科学技术发展初级阶段因其本身所具有的活泼，容易和半导体设备中所需要使用到的介电材料发生氧化还原反应从而形成GEO，使半导体设备的性能受到一定程度的影响，致使人们在使用半导体设备的过程中出现各个层面相关问题的几率是相对来说比较高的，并且锗这种元素的产量相对于硅元素来说是比较少的，因此在我国电子科学技术发展初级阶段对锗这种半导体材料的研究力度是相对来说比较小的。但是在上个世纪八十年代的时候，锗这种半导体材料在红外光学领域得到了较为广泛的应用，并且发展速度是相对来说比较快的，在此之后，GE这种半导体材料在太阳能电池这个领域中也得到了较为广泛的应用。
1.2 对现阶段我国电子科学技术发展进程向前推进的过程中所使用到大化合物半导体材料进行分析
现阶段我国电子科学技术发展进程向前推进的过程中所使用到的化合物半导体一般情况下是可以分为第III和第V族化合物（例如在那个时期半导体设备中所经常使用到的半导体材料GaAs Gap以及石墨烯等等），第II和第VI族化合物（例如在半导体设备中所经常使用到的硫化镉以及硫化锌等等）、经过了一定程度的氧化反应后的化合物（Mn、Cu等相关元素经过了一定程度的氧化反应后形成的化合物）。在上文中所叙述的一些材料一般情况下都是属于固态晶体半导体材料所包含的范畴之内的，现阶段我国电子科学技术发展进程向前推进的过程中研发出来的有机半导体与玻璃半导体等非晶体状态的材料也逐渐成为了半导体设备中所经常使用到的一种材料。
2 对现阶段我国电子科学技术发展进程向前推进的过程中半导体材料使用阶段发生变化的进行分析
在现阶段我国半导体设备中所经常使用到的半导体材料硅遵循着摩尔定律所提出的要求发展进程不断的向前推进，现阶段我国半导体设备中所使用到的硅的集成度已经逐渐接近了极限范围，现阶段我国所研发出来的晶体管逐步向着10nm甚至7nm的特征尺寸逼近。但是因为硅材料本身在禁带宽度、空穴迁移率等各个方面存在一定程度的问题，难以满足现阶段我国科学技术发展进程向前推进的过程中对半导体材料所提出的要求，在10nm这个节点范围之中，GE/SIGE材料或许是可以代替硅材料成为半导体设备所需要使用到的主要材料的。在2015年的时候，IBM实验室在和桑心以及纽约州立大学纳米理工学院进行一定程度的相互合作之后推出了实际范围内首个7nm原型芯片，这一款芯片中所使用到的材料都是被人们称作黑科技的“锗硅”材料，取代了原本高纯度硅元素在半导体材料中所占据的主导地位。
3 对现阶段新兴半导体材料的发展趋势进行分析
因为在经济发展进程向前推进的背景之下，人们对半导体设备的性能所提出的要求也在不断的提升，人们对半导体设备中所需要使用到的半导体材料在集成度、能耗水平以及成本等各个方面提出的要求到达了新的高度。现阶段，第三代半导体材料已经之间的成为了半导体设备中使用到的主要材料之一，作为在第三代半导体材料中典型性相对来说比较强的材料：GaN、SIC以及zno等各种类型的材料在现阶段发展进程向前推进的速度都是相对来说比较快的。
4 对现阶段碳化硅这种材料的发展和在各个领域中得到的应用进行分析
碳化硅是一种典型性相对来说比较高的在碳基化合物所包含的范围之内的半导体材料，其本身所具有的导热性能相对于其它类型的半导体材料来说稳定性是相对来说比较强的，所以在某些对散热性要求相对来说比较高的领域中得到了较为广泛的应用，现阶段碳化硅这种半导体材料在太阳能电池、发电传输以及卫星通信等各个领域中得到了比较深入的应用，在此之外，碳化硅这种半导体材料在军工行业中所得到的应用也是相对来说比较深入的，在某些国防建设相关工作进行的过程中都使用到的了大量的碳化硅。因为和碳化硅这种材料相关的产业的数量是相对来说比较少的，现阶段我国碳化硅行业发展进程向前推进的速度是相对来说比较缓慢的，但是现阶段我国经济发展进程向前推进的过程中所重视的向着环境保护型的方向转变，碳化硅材料能够满足这一要求，所以我国政府有关部门对碳化硅这一种创新型的半导体材料越发的重视了，随着半导体行业整体发展进程不断的向前推进，在不久的将来我国碳化硅行业的的发展一定会取得相对来说比较显著的成果的。
5 对现阶段我国所研发出来的创新型半导体材料氧化锌的发展趋势进行分析
作为一种创新型的半导体材料，氧化锌在光学材料以及传感器等各个领域中得到了较为广泛的应用，因为这种创新型的半导体材料具有反应速度相对来说比较快、集成度相对来说比较高以及灵敏程度相对来说比较高等一系列的特点，和当前我国传感器行业发展进程向前推进的过程中所遵循的微型化宗旨相适应，因为氧化锌这种创新型的半导体材料的原材料丰富程度是相对来说比较高的、环保性相对来说比较强、价格相对来说比较低，所以氧化锌这种创新型的半导体材料在未来的发展前景是相对来说比较广阔的。
6 结束语
现阶段我国经济发展进程向前推进的速度是相对来说比较稳定的，并且当今我国所处的时代是一个知识经济的时代，人们对半导体设备中所需要使用到的半导体材料提出了更高的要求，针对半导体设备中所需要使用到的半导体材料展开的相关研究工作的力度也得到了一定程度的提升，摩尔定律在现阶段电子科学技术发展进程向前推进的过程中仍然是适用的，随着人们针对半导体材料展开的研究相关工作得到了一定的成果，使用创新型半导体材料的半导体设备的性能得到了大幅度的提升，相信在不久的将来，半导体材料市场的变化是相对来说比较大的。
参考文献
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半导体技术发展范文2
三维电子器件的快速发展,系统级封装(SiP)和其它帮助实现“More than Moore”的新技术,导致了路线图中“装配和封装”的加速发展。在2009版ITRS中,将增加或扩展几节新的内容,以应对这些新兴的技术。这些新内容在2008年的表格更新中进行了初步的讨论。
主要的变化包括:
片上的光学互连和SiP内部的芯片间互连,在2011年作为量产技术加入。
对表AP3和AP4中进行了修改,以反映专门技术的键合节距的变化。在某些情况下,是受需求的推动而不是能力的推动。
加入了一个新的技术需求表,表AP4b,以应对与翘曲相关的日益严重的问题,及其对装配的影响。
表AP5a、AP5b和AP5c进行了修改,以进一步澄清路线图的聚合体封装基板和某些高温器件类型使用的玻璃-陶瓷基板路线图之间的区别。
表AP9进行了重构,以提供对替代2007版技术需求表的定性的信息。
对表AP10进行了修改以提供更加详细的细节,并根据主要的工艺类型分成几节。
对表AP11进行了修改,加入了元件尺寸、再流焊温度和其它为满足SiP要求而改变的参数。
在表AP15中加入了有源光缆。这个表及相关的文字内容将在2009版ITRS中进行重大的修订,以反映SiP和系统互连中加入的光学互连。
由于认识到不同的光电应用具有不同的封装挑战,因此表AP16已经根据应用分节。
表AP10正在经历重大的修订,这将在2009版ITRS中加入。
表AP21:增加了汽车电子工作环境规范。这个材料在2007年进行了处理,但是随着电动汽车和混合动力汽车中电子器件的不断增加,需要有带有数值的技术需求表。这个内容将在2009版ITRS中进行大幅度的扩展。
在2008年的“装配和封装”技术需求表中,进行了大量的微小的修订。在这一版的更新中发现的最为重要的内容与2009版ITRS正在进行的重大修订相关。在2009版中,将加入对材料、工艺和设计变动的更加详细的讨论,以应对3D电子器件和“More than Moore”时代的功能多样化需求。
3.12 环境、安全和保健
在2008版ITRS更新中,“环境、安全和挑战”一章的主要关注焦点是更新路线图的能量和水资源节约的需求。使用修订的数据和分析模型,这些领域的现有(2007版ITRS)数值显然有可能是互相冲突的(满足一个目标有可能会影响另一个目标)。从分析中也可发现,水和能量的使用是相关的,因此必须要有具体数值来反映这种相关性。
现场耗水量减少的目标需求是为了保证依赖于这个资源的半导体工业的可持续发展。2008年的更新包括整体消耗的减少值。再循环目标目前暂时保持不变,在2009版中可能会有更多的深入分析。
能耗方面也反映了和水消耗类似的考虑,以保证能够支持半导体工业的可持续性发展。总的工厂级的能耗值已经降低,而短期内设备的能耗值会有增加,这反映了下一代的设备组的应用。远期的工具能耗值则保持不变或下降,这不包括EUV设备的可能的影响。工厂设备能量值也被确立以2007年的能耗值作为基础来描述,而非能耗的绝对值。
在2009版ITRS中,将仔细考察这些能量和水消耗的调整,以确认它们能够精确地反映技术的本质和需求。全部的超纯水和相关的水循环/回收率将使用最新的数据和模型来评估。
对2009年来说,ESH一章的最关键的领域将是如何决定技术需求,以便能够有效地表现ESH政策(政府和公众)对材料的影响。这些路线图需求必须要包括工业界不断演化的技术需求和它们对ESH需求的影响(标准、规章制度和公众政策),以及外部ESH需求对不断演化的技术的影响。努力将包括对每个技术领域的评估,以决定哪里有影响,或可能出现影响。
最后,2009年的工作将包括最终开发出来的对ESH风险的排序方案,用于ESH技术需求。将努力对ESH需求进行特征分析,这对制造技术的实现来说是非常关键的,和那些能够延缓技术极限的出现或提高以前技术代的技术一样重要。
3.13 成品率的提高
关键的挑战与最新的技术开发和2008年成品率提高技术工作组认识到的困难和挑战相对应。最终要的挑战是对多种致命缺陷的探测以及信噪比。探测多种致命缺陷的挑战并同时以高捕获率、低拥有成本和高吞吐率来区分它们,是一个挑战。此外,在存在大量的噪扰和伪缺陷的情况下找到与成品率相关的缺陷是一个令人生畏的挑战。作为一个第二重要的新挑战,提出了对3D检测的需求。这需要检测工具不但有能力检测高深宽比的结构,而且还能够检测非目视缺陷,例如空洞、内嵌的缺陷和亚表面缺陷,都是非常重要的。仍然保持着对高速度、经济有效的检测工具的需求。随着3D缺陷类型的重要性的增加,对高速和经济有效的检测工具的需求正在变得越来越重要。电子束检测看起来不再是所有任务的解决方案。
其它对成品率提高有挑战的近期课题,依重要性的先后,列写如下:
工艺稳定性和绝对污染水平(包括和成品率之间的联系)之间的关系:需要测试结构、方法和数据以便将晶圆环境和处理方法导致的缺陷和成品率之间建立起联系。这需要决定对气体、化学品、空气、先驱体、超纯水和基板表面清洁度的控制极限。
晶圆边缘和斜面的监控和污染的控制:找到导致成品率问题的晶圆边缘和晶圆斜面处的缺陷和工艺问题。当前,监控和污染控制方法需要大量的开发工作。
在远期,确定的关键挑战如下:
非目视缺陷和工艺离散性:由于非目视缺陷和工艺离散性导致的成品率损失的增加,需要方法、诊断和控制方面的新方法。这包括系统性的成品率损失和版图特性之间的联系。逻辑区域征图形的不规则形使得它们对系统成品率损失机制都非常敏感,例如,在光刻工艺窗间图形生成工艺的离散性。
在线缺陷特征分析:基于对更小的缺陷尺寸和特征分析的工作需求,需要对光学系统和能散X射线光谱学系统的替代技术,以便能够进行高吞吐率在线特征分析和对比特征尺寸更小的缺陷的分析。待分析的数据量大幅度增加,因此,对数据描述的新方法的需求和对保证质量的需求也大幅度增加。
基于模型的设计-制造界面的开发:由于光学邻近校正Optical Proximity Correction,OPC)和高复杂度集成的应用,模型必须要包括更大的参数化敏感度、超薄膜完整性、电路设计的影响、更大的晶体管封装密度等。
“闪存成品率”的影响因素非常复杂。成品率因子包括系统损失,以及由于电学特征(例如耐久性、循环时间等)造成的损失。在2009版ITRS,将需要更详细的讨论,包括适当的模型等。
可制造性设计(Design for Manufacturability,DFM)是一个2009年需要考虑的关键问题。应该在2009版ITRS的“成品率提高”一章中包括适当的模型和表格,以便和ITRS的其它章取得一致。
“成品率提高”一章包括三节,分别是:缺陷预算和成品率模型、缺陷探测和特征分析,以及晶圆环境和污染控制。2008年的主要工作是对技术需求表进行控制和更新。对这些变化总结如下:
缺陷预算和成品率模型
本版的更新包括对基于当前技术代的关键尺寸数值的缺陷预算而进行的重新计算,以保持和ORTC的兼容性。变化源于对DRAM芯片尺寸的重要更新和按比例缩小趋势的变化。当前,向“闪存”作为技术驱动的转化尚未开始。国际技术工作组需要有能够使用更新的每批晶圆颗粒数数据的解决方案,或在未来向设备供应商和集成的器件制造商提供每批晶圆的颗粒控制极限和可容忍的颗粒数的解决方案。对远期的挑战――开发基于模型的设计-制造界面,需要在不远的未来讨论以下问题:应该在设计阶段就开始运行很多模型。例如,光学邻近校正、阱邻近、应力邻近、CMP等。模型的数量看起来正在快速增加。模型不仅需要精度,而且还需要对模型之间的折衷进行优化。
缺陷探测和特征分析
根据缺陷检测和探测的最新进展,对表YE6、7、8进行了仔细的检查。本节和“光刻”及“前端工艺”技术工作组讨论的最新需求相一致。将技术需求表转化为“闪存”需求的工作已经结束,这是因为“闪存”具有最先进的技术,因此,它是检测检验设备规范的最激进的驱动因素。在表YE7中,加入了线条边缘测量的规范。对表YE8进行了扩展,加入了对扫描电镜所需的规范,和对斜面和边缘的光学顺序检测的规范。特别地,这个变化强调了对成品率的影响,和对斜面/边缘造成的缺陷的根本原因的分析。
晶圆环境和污染控制
和“互连”及“前端工艺”技术工作组的讨论帮助我们找到选定的FEOL和BEOL薄膜化学品先驱体,当前用于高产量的制造工艺。表YE9中包括了几种表中更新的先驱体,具有初步选定的关键质量参数,以支持高成品率制造。
半导体技术发展范文3
关键词：半导体照明；产业集群；协同创新；技术路线图
世纪之交，美国、日本、欧盟、韩国、台湾等国家和地区相继推出了半导体照明国家或地区发展计划，大力培育和发展本国或本地区的半导体照明产业。在微观层面，以美国GE、荷兰PHILP、德国OSRAM三大世界照明生产巨头为代表的跨国公司，纷纷与上游半导体公司合作组建半导体照明公司，积极创造竞争优势，并正在中国抢占专利制高点，对我国的半导体技术发展形成了合围之势。因此，长三角作为中国半导体照明产业化的重要基地，有责任形成产业联盟，通过产业集群协同创新，共同应对跨国公司的竞争。
长江三角洲地区的LED产业集中在上海，江苏的南京、扬州和无锡，以及浙江的杭州等地区，开始呈现向园区聚集的发展趋势，且整个半导体照明产业链的投资都比较活跃。2007年，长三角的半导体照明产业规模约占国内总体规模的40％左右。截至2007年，在中国半导体照明联盟的73家会员中，长三角地区的半导体照明企业和机构有26家，占总数的三分之一。同时，长三角拥有中国六大半导体照明基地中的上海基地和扬州基地。其中，上海已经在半导体芯片制造和封装应用等方面呈现出良好的产业发展态势，并形成了比较完整的产业链和企业群；江苏在LED封装及应用方面已经初具规模；宁波具有良好的产业基础和经济区位优势，是国内主要的特种照明灯具生产基地，发展潜力巨大。
1 长三角区域半导体照明产业集群协同创新的现状及问题
1.1 协同创新现状
1.1.1 组建战略联盟，实现共同发展江苏奥雷光电(镇江)已形成了从大功率高亮度LED外延片和芯片制造―器件封装一应用三个领域的产业布局，无论从技术实力还是产业布局上都已处于国内领先地位。2005年江苏奥雷光电与上海宇体光电合作，在大功率高亮度LED外延和芯片进行研发和生产，并已签订协议，拟组建宇奥光电集团公司，共同发展LED芯片产业。
1.1.2 依托跨区产学研联盟，建立企业技术中心江苏日月(盐城建湖)照明公司、伯乐达集团(盐城)、盐城豪迈照明科技公司，分别与清华大学、北京大学、复旦大学建立长期合作关系，形成一定规模的封装应用生产线。此外，扬州市开发区先后引进清华大学、南京大学、中科院、中国电子科技集团公司等国内一流高等院校、科研单位落户，合作建立了扬州一南京大学光电研究院、中科院半导体研究中心、江苏省半导体照明工程技术研究中心、江苏省半导体照明检验中心、扬州一南京大学半导体照明研究院、扬州半导体照明和太阳能光伏应用研究与检验中心等研发机构10多家。
1.2 存在的主要问题
近几年，虽然长三角的LED产业发展较快，但由于均缺乏高新技术和知识产权体系作支撑，目前仍在低附加值领域徘徊，LED照明产业存在的问题主要表现在五个方面：
第一，在产品的应用开发上，低水平重复，缺少具有产业支撑度的龙头企业和企业集团。企业产业规模小，不能引领产业链的延伸和产业集聚。产业整合不够，绝大部分企业还是混战于低端市场，缺乏规范和约束，过度竞争导致在一定程度上影响到行业整体声誉，另外对封装前沿技术的研发广度和深度不足也需要引起足够重视。
第二，标准评价体系尚未建立，检测方法与手段缺乏，市场不能有效规范，市场竞争无序，产业管理部门需要加强合作。后应用领域本土市场规模巨大，但无标准、无规范的现象更加严重，产业高度分散，器件应用随心所欲，因设计、生产、安装不规范导致应用产品早期失效的现象比比皆是，给半导体照明产业的健康发展已经带来一定损害。
第三，基础性研究与产业化人才缺乏，结构不合理，核心装备与配套材料国产化的问题急需解决。
第四，行业发展缺少必要的政策支持，政府对半导体照明产业的扶持力度有待加强。
第五，缺乏长三角半导体照明联盟和合作平台，交流信息不充分，也是阻碍长三角产业聚集的重要原因。
1.3 产生问题的主要原因
1.3.1 缺乏产学研联合创新，影响自主创新能力的提升长三角地区在半导体照明产业领域还没有很好的形成产学研联合创新局面，表现在研究室、实验中心和各企业间各自为战，没有形成实质意义上的产业联盟。造成长三角地区半导体照明领域产学研联合创新缺乏的原因有：一是合作的积极性不高，高校、研究所更加关注这一领域的基础研究，例如照明材料的研究，而它又很难在短时间内获得突破，企业则是关注应用研究：二是高校、研究所管理机制与产学研合作要求不一致，高校教师的职称评定与论文挂钩，而企业更强调技术的应用开发；三是知识产权以及合作创新的成果归属问题目前国家还没有明确的规定，致使在合作过程中时有发生知识产权的纠纷问题。
1.3.2 企业规模偏小，标准建设滞后，产业集中度不高，阻碍了产业的集群发展长三角地区从事半导体照明的企业规模相对偏小，都是新成立的企业，资金薄弱，企业管理也相对薄弱，竞争不规范，今后很难在国际上规模竞争，至今还没有看到长三角地区有一家半导体照明企业上市融资。并且，中小企业融资难，也是制约长三角地区半导体照明企业规模不大的重要原因。此外，缺乏有影响力和有实力的企业制定技术标准，造成半导体照明行业没有统一的标准。短期看。没有统一的标准，将使半导体照明领域的竞争陷于无序状态。长期看，缺乏标准，必将使长三角地区的半导体照明产业在国际竞争中处于不利地位。
1.3.3 各地行政壁垒的存在，阻碍了产业链的有效整合上下游产业有机结合，专业化协作和分工是产业健康发展和成熟的标志，因为半导体照明产业的上下游产业的技术关联度相对较高，范围经济的属性较强。但由于行政壁垒的客观存在，长三角地区各个城市在制定半导体产业发展规划时，很少站在长三角的角度来考虑，在发展选择上几乎雷同。这样使企业集中在比较专业的领域，很少有企业能够在产业链条上进行垂直整合，没有一家企业形成了包括“衬底―延―芯片―封装―应用产品”的完整LED产业链，而长三角地区至今没有极具规模的封装厂。而以国外的发展经验来看，基本上都是走产业链垂直整合的发展道路，如美国的GELCORE的公司。
2 长三角区域半导体照明产业集群协同创
新的对策建议
2.1 发展战略
2.1.1 做强做大的集群发展战略 培育长三角的半导体照明产业的龙头企业，培养一批品牌企业。龙头企业是产业集群的支撑，产业集群的发展，必须要有龙头企业的牵动和带动。在培育龙头企业上，长三角各地政府要对获得全国驰名商标、中国品牌产品等的优势半导体照明企业实施重奖，并通过项目投资、土地、贷款上的政策，鼓励一些相关大企业集团通过收购、控股等资本运作方式进入半导体照明领域。同时积极引进和培育关联性大、带动性强的大企业，鼓励龙头企业提高核心竞争力，发挥其辐射、示范、信息扩散和销售网络的产业龙头作用；重点扶持关键性核心企业的技术自主创新项目，提升龙头企业带动力和产业集群竞争力。通过又强又大的龙头企业带动，在其周围聚集一大批配套企业，最终形成产业的集群发展。
2.1.2 协作融合创新发展战略一是加强长三角的科技和经济部门积极与上海世博局开展协调和合作，在世博会展览区一些照明、装饰、装备。采用政府采购的方式，建立半导体照明示范区。二是加强半导体照明产业链内部之间的整合和协作，形成合理分工体系。三是加强与第三产业融合，形成专业化的半导体照明市场。
2.1.3 技术标准发展战略“一流企业做标准、二流企业做技术、三流企业做产品”。作为规范国际秩序的依据和准则，标准成为企业竞争的制高点，同时，标准也不再仅仅是技术和经济层面的问题，而上升到政治层面，国际上一些国家经常利用标准来保护本国的产业。因此，在半导体照明产品还缺乏国际公认的技术标准背景下，长三角地区完全可以在培育龙头企业的同时，积极参与国家层面的半导体照明技术标准体系建设，为我国未来半导体照明产业发展在国际上获得更多的话语权。
2.2 路径选择
根据长三角地区半导体照明产业发展的现状特点、存在的问题以及半导体照明技术发展趋势，制定长三角区域半导体照明产业集群演化关键技术创新路线图，见图1。创新路径分三步走：
第一步，加强要素交流，通过引进发达地区的生产设备，建立半导体照明产品的企业，生产半导体照明的应用产品。但是，引进不是简单的引进。把技术和设备引进之后必须继之以消化、吸收和创新。同样的设备，别人制造出了一流产品，我们做不出来，原因很简单，我们没有掌握引进的设备，没有掌握工艺技术。同时，这个阶段的创新主要是集中在半导体照明下游产品的研发上。此外，在半导体的上游技术也要加强，为后续创新打下基础。
第二步，加强产业资源整合，通过市场机制推动有实力的企业兼并。国外都是大公司在发展半导体照明技术，他们的技术与研发资金雄厚，而国内的半导体照明企业规模偏小，市场竞争混乱，不利于产业技术创新的增强和产业的健康发展。因此，国家可以出台一系列的鼓励政策，在长三角等市场经济较为发达的地区，鼓励一些大型上市公司，通过资本运作，来兼并相关半导体照明企业，加强在产业链上的垂直整合，加强半导体照明中游产品研发，强化半导体照明技术的集成创新。
第三步，加大融合与协同创新，在产业层次上做到有所为有所不为。从技术路线角度考虑，国内可以分几个梯队进行研究，第一梯队主要围绕国际上主流的技术路线去走，在主要技术路线上创造新的知识产权。而第二或第三梯队就要研究国外也没有实现批量生产的新方法，走出国际三种技术路线的包围。例如开发直接发白光的芯片，开发受激发后直接发白光的白光荧光粉。从产业链角度考虑，长三角应当重点发展封装和应用技术，但上游技术领域也不能放弃。
2.3 发展对策
2.3.1 建立专利诉讼预警机制，增强企业的应诉能力 由于长三角地区的半导体照明企业的规模相对较小，还没有引起国外半导体照明大公司的注意。但到了上海2010年举办世界工业博览会之后，半导体照明产业可能做大后，国内企业由于缺乏半导体照明的核心专利技术，导致被诉讼的概率会更高。因此，长三角应该建立一个产业联盟，建立专利诉讼的预警机制，以应对长三角的半导体照明企业在遭遇国外专利诉讼而处于的不利地位，做到未雨绸缪，变被动为主动。一是要建立该领域国外专利诉讼的信息共享机制，成立专家顾问中心，聘请各领域专家对联盟成员提供指导，为联盟的对外交涉提供咨询，及时发出预警信息。二是诉讼经验的共享机制，一旦遭到，而可作到有备而来。
2.3.2 合纵连横，形成专利联盟 随着半导体照明产业国际竞争加剧。国外一些知名企业纷纷组建战略联盟，采取专利相互授权，共同打击专利侵权行为。因此，在国外大公司采取专利相互授权的联合包围的策略之时，长三角乃至国内的企业也要采取合纵连横和建立联盟的反突围的策略，众人拾柴火焰高，共同抵御国外大公司的专利包围，寻找突破口。所谓合纵，就是要联合长三角地区半导体照明产业的上中下游的企业，采取交叉授权，建立专利战略联盟，形成专利池效应。所谓连横，就是要长三角地区半导体照明产业同一产业链上企业，采取相互授权的方式，增加彼此的专利拥有数量，增强专利拥有的质量，这样一旦有企业在国内或国外遭到专利诉讼，可以增加谈判的筹码，同时可分担高昂的律师费，互通信息，减少单独应诉带来的风险。
2.3.3 联合制定技术标准。促进产业集群发展长三角地区的半导体照明技术和产业在国家中具有一定地位，应该在标准之中有所作为，联合起来，制定标准。主要工作有：尽快完善测试方法、试验方法等基础标准：器件标准应与已有的半导体器件标准协调：研究、制定较成熟产品门类，如芯片的通用规范；对于尚不成熟的产品，应密切关注、研究，适时制定标准；注意产业链上中下游之间的协调；部门之间、行业之间强强联手，共同合作；积极参与国际标准的制定，适时提出国际标准提案。
半导体技术发展范文4
璀璨炫目的LED的背后是高科技的支撑。记者从科技部了解到， 从“十五”开始，科技部就率先支持半导体照明技术和产业的发展。2003年，面对照明技术的革命和新兴产业的巨大潜力，科技部紧急启动了国家半导体照明工程。通过国家科技攻关计划、863计划、国家科技支撑计划等国家科技计划，持续支持半导体照明的技术创新和产业发展。我国半导体照明产业从无到有，逐步发展壮大，制约产业转型升级的关键技术取得重大突破，产业核心技术研发与创新能力快速提高，目前已形成从上游外延芯片、中游器件封装到下游集成应用较为完善的技术创新链和具备较强国际市场竞争力的产业链。
抢占技术与产业制高点
LED是第三代半导体材料制作的光源和显示器件，具有耗电量少、寿命长、无污染、色彩丰富、可控性强等特点，是照明光源及光产业的一次革命。20世纪90年代以来，全球半导体照明产业规模年增长率保持在20%以上，近几年增速明显加快。
记者从科技部了解到， 自2003年科技部牵头启动国家半导体照明工程以来，我国半导体照明产业快速发展，初步形成完整的研发体系和产业链，并在示范应用方面走在世界前列。在此基础上，半导体照明产业作为我国的战略性新兴产业，受到国家层面的高度重视与支持。2009年，为推动我国半导体照明产业健康有序发展，促进节能减排，国家发改委、科技部、工业和信息化部、财政部、住房和城乡建设部、国家质检总局联合印发《半导体照明节能产业发展意见》，从国家层面统筹规划，稳步提升半导体照明产业发展水平。与此同时，科技部启动了“十城万盏”半导体照明应用工程试点工作，分两批批复了37个“十城万盏”试点城市，以应用促发展，极大地推动了技术集成和创新应用，促进了市场机制和商业模式的形成。路灯、隧道灯等功能性照明节能减排效果显著，农业、医疗、通信等“超越照明”取得突破，而半导体照明技术在2008年北京奥运会、2010年上海世博会等重大活动中的典型示范应用，获得了党中央和国务院的高度肯定，在国际上产生了重大影响。
近年来，在科技部的引导和相关部门的政策支持下，我国半导体照明技术和产业发展步入快行道，已成为全球半导体照明产业发展最快的区域之一。
科技支撑为产业发展保驾护航
目前，我国已初步形成了从上游外延材料与芯片制备、中游器件封装及下游集成应用的比较完整的技术创新链。
在国家科技计划的持续支持下，LED产业链上下游进行了实质性合作，在部分核心关键技术方面取得突破。2010年，我国产业化大功率LED芯片光效超过100 lm/W，与国际先进水平的差距缩小到2-3年；封装达到国际先进水平（120-130 lm/W）；在国际上首次推出具有自主知识产权的Si衬底LED芯片，光效超过90 lm/W，已实现产业化；下一代核心技术方面，我国与国际处在同一起跑线上，如深紫外LED器件的研发处于国际领先水平。
我国在半导体照明领域申请的专利数量近年来上升很快，与国际基本同步。2010年我国LED相关专利申请共30682项，约占全球LED专利申请数量的27%，2001-2009年平均增长率33%，明显高于全球平均水平，而且下游应用专利申请优势明显，应用方面专利约占总数的76%，其中道路等功能性照明应用领域处于国际领先地位。
国家半导体照明工程研发及产业联盟（CSA）常务副秘书长阮军表示，我国半导体照明产业发展迅速，已初具产业规模并形成完整的产业链。据CSA统计，“十一五”期间，我国半导体照明产业年均增长率接近35%。2010年，我国半导体照明规模以上企业约4000家，产业规模已达1200亿元。其中，上游外延及芯片环节产值50亿元，年增长150%；中游封装环节产值250亿元，年增长23%；下游应用产值接近900亿元，年增长50%。预计“十二五”期间半导体照明产业年均增长率将超过30%，2015年产业总体规模有可能超过5000亿元。
同时，我国已成为全球LED封装和应用产品重要的生产和出口基地，在便携式照明产品、太阳能LED灯具、景观装饰等照明应用领域居于世界前列，已成为LED路灯、LED球泡灯、射灯、筒灯等新兴功能性照明应用的全球制造基地。
联盟集结力量打造“协同创新”模式
据阮军介绍，国家半导体照明工程研发及产业联盟是在科技部的大力支持与指导下，由国内从事半导体照明行业的骨干企业和科研院所等按照“自愿、平等、合作”的原则发起成立的。截至目前，已发展至272家成员单位，包括产业链上中下游、来自我国港台地区和海外的知名企业、研究机构。
随着产业的快速发展，国家半导体照明工程研发及产业联盟通过积极探索和整合资源，构建产业技术“协同创新”平台，目前已形成很好的创新机制。2009年，为了形成紧密的技术创新链，组建了半导体照明产业技术创新战略联盟，2011年在创新的体制机制下又组建了 “半导体照明联合创新国家重点实验室”。
同时，国家半导体照明工程研发及产业联盟通过开展广泛的区域和国际合作，积极拓展在半导体照明标准、检测、应用等领域的国际流合作，通过项目、标准、示范等手段，不断拓展半导体照明国际交流与合作的广度和深度。
在加快半导体照明产业标准体系建设上，国家半导体照明工程研发及产业联盟更是做出了不懈努力。半导体照明作为战略性新兴产业，各国标准、国际标准的制定正在酝酿之中，目前是推动国家标准上升为国际标准的最佳时期。联盟作为即将启动的首批部级标准联盟之一，正积极开展联盟标准的试点工作，全方位参与国际标准等。国家标准委副主任方向表示：“国家标准委对此十分重视，只要有利于技术创新和产业发展的，我们都将全力推动。”目前，联盟组织编写的路灯、隧道灯技术规范已被三部委招标采纳，筒灯、射灯技术规范被立项为4项国家标准。未来联盟还将会同相关行业主管部门，加强半导体照明标准战略与半导体照明标准体系研究，共同推进标准化工作进程。
“产业联盟做出了富有成效的工作，增强了我国半导体照明产业的国际竞争力，赢得了国际话语权。”两院院士师昌绪表示，市场经济鼓励竞争，开放共赢，但有组织、统一行动，声音协调、步调整齐才能增加中国在国际舞台上的分量，一个联接众多企业、整合各方力量、获得政府支持、得到国际认可的联盟将会在全球半导体照明产业中发挥重要的作用。
此外，以CSA为主要发起者，联合美国、澳大利亚、新西兰、荷兰、韩国、印度及我国台湾地区的半导体照明产业组织于2010年10月16日成立了国际半导体照明联盟（ISA）。目前，ISA的 54家成员中有8家协会及学会、15家学术机构以及31家企业，其地域分布覆盖了亚洲、欧洲、北美地区、澳大利亚及新西兰，技术及业务范围则覆盖了SSL全产业链的所有环节。目前中国牵头并担任主席职务的ISA国际联盟已取得初步的工作进展，包括设立“国际标准技术委员会”，制定“全球半导体照明产业发展规划蓝图”。
“这个联盟有一个非常好的特点，就是它非常鲜明的开放性和国际化。”对于ISA国际联盟的重要作用，科技部部长万钢曾特别指出：“这是一个非常开放的国际化联盟。今后我们要在这个基础上，进一步加强国际合作，借助联盟发起的国际半导体照明联盟的优势，在流程管理、检测、节能评估、培养新人、建设体验中心等方面进行多种形式的国际交流与合作，尤其是要在标准与检测方法方面加强国际对话与合作，跟踪国际前沿信息，促进标准方面的信息收集与发展，加强标准制定方面的交流及理解，最终为打开国际国内市场做贡献。”
半导体技术发展范文5
1、概述
热电制冷是具有热电能量转换特性的材料，在通过直流电时具有制冷功能，由于半导体材料具有最佳的热电能量转换性能特性，所以人们把热电制冷称为半导体制冷。由于其结构紧凑、体积小、可靠性强、制冷迅速、操作简单、容易实现高精度的温度控制、无环境污染等优点，半导体制冷的应用范围渗透到各个行业，尤其在制冷量不大，又要求装置小型化的场合，更有其优越性，甚至在某些方面，有着压缩式无法替代的能力。
本文主要介绍半导体制冷的相关技术领域的专利申请数据进行统计、整理以及分析，总结该技术领域专利技术的特点、现状以及发展趋势，通过获取国内外该领域的专利申请情况，简要分析半导体制冷技术的研究进展。
2、半导体制冷原理
半导体制冷是利用半导体材料组成P-N结，通过两端施加直流电进行制冷， 将电能直接转化为热能的技术。
载流子从一种材料迁移到另一种材料形成电流，而每种材料载流子的势能不同。因此，为了满足能量守恒的要求，载流子通过结点时，必然与其周围环境进行能量的交换。能级的改变是现象的本质，这使构成制冷系统成为可能。
如图1把一只P型半导体元件和一只N型半导体元件联结成热电偶，接上直流电源后，在接头处就会产生温差和热量转移。在上面的接头处，电流方向是N P，温度下降并吸热，这就是冷端。而在下面的接头处，电流方向是PN，温度上升并放热， 因此是热端。
3、专利技术现状分析
半导体制冷由于应用范围很广泛，除主要用于制冷、通风及温度控制的系统外，其他领域的涉及也很多。因此主要在VEN数据库、CNABS数据库里通过半导体制冷、热电制冷、温差电制冷的关键词进行专利文献的分析，以上述所有的专利文献为研究对象，其中VEN中的文献11666篇，CNABS中的文献5214篇。
3.1 全球申请量的年度发展趋势
由图5中可以看出，从1970年起半导体制冷的专利申请逐年相对稳定增长，我国应用半导体制冷的第一件专利申请出现在1987年。世界范围内在1970年～1988年这段时间申请量较少，1988年以后，申请量开始逐年稳定增长。近两年的时间里，随着半导体制冷材料的不断改进，半导体制冷技术正处于一个快速发展的时期，并且由于半导体制冷技术存在着一些缺点和不足，还有很大发展的空间，从图中也可以很明显看出，半导体制冷领域的专利申请大部分都在中国，可见我国对于该领域给予了很高的重视。
3.2 国家和地区分布
图6示出世界范围内半导体制冷领域专利申请量按国家和地区的分布情况。从图6可以看出中国的专利申请量远远大于其他各个国家，占据了全部专利申请量的42%，处于世界的领先地位。其次是美国、日本和欧洲其他发达国家。
3.3 中国申请专利分析
3.3.1 各领域分布情况
半导体制冷的应用分类号的前五名为：F25B21+、F24F5+、F25D11+、G05D23+、H01S3+，其中前三个分类号为制冷、冷却、空气调节、通风相关领域，G05D23/00为温度的控制，H01S3/00为激光器，可见除制冷、温度控制等专业领域外，半导体制冷在激光器的冷却应用可以达到比较好的效果。另外，由于半导体制冷可应用于各个行业，针对行业应用情况进行统计，如下图所示：
3.3.2 主要申请人
表1示出了在华申请量前20名的申请人，大部分为高校和研究所申请，还包括部分公司申请及个人申请。
可见，我国的半导体制冷领域大部分还停留在理论研究阶段，尚未发展成熟。可以预见对半导体制冷领域的研究将越来越深入，也会逐步的将其应用于产品中。
3.4 国外专利申请分析
3.4.1各领域分布情况
如图8所示，在世界范围内，半导体制冷领域多应用于电学类，其次为机械、照明、加热，由于半导体制冷在制冷量不大，又要求装置小型化的场合有着明显的优势，因此在电学领域应用最广也是可以预见的，从此也可以看出世界范围内的发展已经达到了比较成熟的程度，可以将其广泛的应用于最适合的领域。
3.4.2 主要申请人
表2示出了世界范围内申请量前20名的申请人，大部分为外国企业申请，且日本申请占据大多数。可见，在世界范围内半导体制冷领域已经广泛的应用于实际应用中，而虽然我国的申请量占据大多数，但整体实用价值不明显。但是，现在正是我国半导体制冷技术发展的高峰期，随着技术的不断完善，将其大量的应用于实践也是必然的趋势。
4、小结
中国是一个能耗大国，如何能降低能耗，实现可持续发展，研究和开发具有环境友好型的技术就成为一种必须。半导体制冷作为一种新兴发展起来的制冷技术，是一种具有良好前景的制冷方式。由于半导体制冷具有清洁、无噪音污染和有害物质排放、寿命长、坚固、可靠性高、稳定性好等一系列优点，符合绿色环保要求，对国民经济的可持续发展具有重要的战略意义。目前，我国的半导体制冷领域正处于快速发展的阶段，应继续加强对该领域的研究，我国企业也应加大创新力度，完善优化系统结构，以实现半导体制冷的普遍应用。
参考文献
半导体技术发展范文6
半导体市场未来将保持温和增长，继续保持转移的趋势，分分合合的重组也将继续上演。
几十年来半导体市场都遵循着振荡向上的发展趋势，产业则根据半导体技术和下游需求不断进行调整，业界公司则一直都在不断重组，技术更是沿着摩尔定律一走就是几十年。发展至今，虽然未曾发生突变，但是半导体行业也一直在变化中不断前进。
半导体市场每隔四年左右就会出现所谓的波峰或者波谷的振荡，最近的一次波谷是2001年，该年全球半导体增长率为-32%，按理来说2005年也应该是预期的波谷，但事实上并没有出现市场的大滑坡，反而呈现出了6.8%的温和增长，同样，半导体市场2004年的波峰和2000年36.8%的增长率相比也相差了10个百分点，从数据可以看出半导体市场的发展似乎变得稳定了。
为什么市场会变得稳定？半导体公司在经历了几十年的发展之后，在规避风险和应对产业周期变化方面显得更加成熟，尤其是库存方面，各个厂商都学会了如何控制库存来尽量保证自身利润。虽然紧跟最新技术，抢先推出新品能带来高利润，但往往也会带来老产品库存积压的问题。目前，厂商们通常的做法往往是在解决库存和尽快新品之间找到一个平衡点。以现在的Intel为例，相信其Intel Santa Rose产品开始销售之前，其前期库存的消化肯定是在一个可以接受的范围内了。虽然厂商们已经在周期振荡中变得成熟，但将来市场的周期性振荡仍然将长期存在，只是振幅会越来越小。此外，随着亚太地区度过快速的增长时期，全球半导体市场的增长速度将会缓慢下降。
除了扩大产能以满足市场需求以外，半导体设备的更新和增加往往是为了生产工艺要求更高的产品而进行的，近两年半导体设备更新的主要动力来自工艺要求较高的存储器产品。从未来的发展来看，半导体市场将趋于平缓，半导体产业的发展将更多地依赖技术创新。截至2006年底，全球已有12英寸硅片生产线46条，而且自2006年以来全球新建的芯片厂都是12英寸65纳米以下。即便如此，至2006年底，全球12英寸硅片的产出仅占全球硅片总产出的18%。因此，为适应先进工艺技术所进行的产业更新还有很大潜力。
此外，从区域来看，由于具有成本以及当地政策优势，半导体产业发展的主要动力仍将来自亚太地区。
近几年来，半导体业界演绎了一系列让人目不暇接的“重组运动”，究其原因不外乎是有的公司要进行“多元化”发展，收购其所需要的稀缺业务来壮大自己，或是要分拆或剥离非核心业务，专注于核心业务的发展。
