电子信息材料发展趋势

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1、电子信息材料发展趋势一、电子信息材料发展趋势随着电子学向光电子学、光子学迈进，微电子材料在未来10～15年仍是最基本的信息材料，光电子材料、光子材料将成为发展最快和最有前途的信息材料。电子、光电子功能单晶将向着大尺寸、高均匀性、晶格高完整性以及元器件向薄膜化、多功能化、片式化、超高集成度和低能耗方向发展。1集成电路和半导体器件用材料由单片集成向系统集成发展微电子技术发展的主要途径是通过不断缩小器件的特征尺寸，增加芯片面积以提高集成度和信息处理速度，由单片集成向系统集成发展。（1）Si、GaAs、InP等半导体单晶材料向着大尺寸、高均

2、质、晶格高完整性方向发展。φ8英吋硅芯片是目前国际的主流产品，φ12英吋芯片已开始上市，GaAs芯片φ4英吋已进入大批量生产阶段，并且正在向φ6英吋生产线过渡；对单晶电阻率的均匀性、杂质含量、微缺陷、位错密度、芯片平整度、表面洁净度等都提出了更加苛刻的要求。（2）在以Si、GaAs为代表的第一代、第二代半导体材料继续发展的同时，加速发展第三代半导体材料——宽禁带半导体材料SiC、GaN、ZnSe、金刚石材料和用SiGe/Si、SOI(Silicon-On-Insulator)等新型硅基材料大幅度提高原有硅集成电路的性能是未来半导体材

3、料的重要发展方向。（3）继经典半导体的同质结、异质结之后，基于量子阱、量子线、量子点的器件设计、制造和集成技术在未来5～15年间，将在信息材料和元器件制造中占据主导地位，分子束外延（MBE）和金属有机化合物化学汽相外延（MOCVD）技术将得到进一步发展和更加广泛地应用。（4）高纯化学试剂和特种电子气体的纯度要求将分别达到1ppb～0.1ppb和6N级以上，0.5μm以上的杂质颗粒必须控制在5个/毫升以下，金属杂质含量控制在ppt级，并将开发替代有毒气体的新品种电子气体。2光电子材料向纳米结构、非均值、非线性和非平衡态发展光电集成将是

4、21世纪光电子技术发展的一个重要方向。光电子材料是发展光电信息技术的先导和基础。材料尺度逐步低维化——由体材料向薄层、超薄层和纳米结构材料的方向发展，材料系统由均质到非均质、工作特性由线性向非线性，由平衡态向非平衡态发展是其最明显的特征。发展重点将主要集中在激光材料、红外探测器材料、液晶显示材料、高亮度发光二极管材料、光纤材料。（1）激光晶体材料：向着大尺寸、高功率、LD泵浦、宽带可调谐以及新波长、多功能应用方向发展。（2）红外探测器材料：大面积高均匀性HgCdTe外延薄膜及大尺寸ZnCdTe衬底材料仍是2010年前红外探测器所用的

5、主要材料。（3）液晶材料：研究发展超扭曲向列型（STN）和薄膜晶体管型（TFT）显示器所用混合液晶，提高性能，降低成本。（4）高亮度发光二极管材料：继规模生产发红、橙、黄色的GaAs基、GaP基外延材料之后，拓宽发光波段，开发发蓝光的GaN基、ZnSe基外延材料将成为研究热点。（5）光纤材料：光纤材料总体发展趋势是向着不断扩展通信容量，降低损耗，增加传输距离，降低色散，提高带宽，抑制非线性效应，实现密集波分复用以及高灵敏度传感方向发展。光纤预制棒的生产制造由单一工艺（LCVD、PCVD、OVD和VAD）向着混合工艺方向发展，不断增大

6、预制棒尺寸（单棒拉丝长度）。3新型电子元器件用材料主要向小型化、片式化方向发展磁性材料、电子陶瓷材料、压电晶体管材料、绿色电池和材料、信息传感材料和高性能封装材料等将成为发展的重点。（1）磁性材料从总体上说，永磁材料正在向着高磁能积、高矫顽力、高剩磁方向发展，NdFeB永磁合金最大磁能积已达52MGOe；软磁材料正在向着高饱和磁通密度、高磁导率、低磁损耗、低矫顽力、高截止频率方向发展，正在开发的纳米微晶软磁合金磁导率高达100,000H/m，饱和磁感应强度可达1.3T。磁记录器的高密度、低噪音、小型化，要求磁粉的颗粒尺寸由微米向亚微

7、米、纳米方向发展，且颗粒尺寸分布要尽可能窄。（2）电子陶瓷材料世界各著名大公司加大了对新材料、新品种、新技术、新工艺、新装备的投资力度。日本TDK和京都陶瓷公司的研究开发费为2.93亿美元和2.3亿美元，分别占销售额的5%和3%；美国AMP公司开发费为5.79亿美元，占销售额的10.6%；大规模生产，正在迅速将传统的陶瓷组件和复合元器件全面推向片式化、小型化，大幅度提高了产品的性能，降低了制造成本。（3）绿色电池用材料高比能、长寿命、小型化、轻型化、无毒污染的绿色电池的需要快速增长，需要大力发展高性能的镍氢电池、锂离子电池用的MH合

8、金、Ni(OH)2以及LiCoO2、LiMn2O4和MCMB等电极材料。（4）信息传感材料信息传感材料是具有信息获取、转换功能的材料，包括多种半导体、功能陶瓷、功能高分子和光纤材料。与早期的机械结构和电气结构型传感器相比，体积小、生产