1980年前，我國半導體產業(yè)已經形成較完整的包括設備、原料、制造、工藝等方面的科研和生產體系，主要分布于原電子部（信息產業(yè)部）、中國科學院和航天部系統(tǒng)。

改革開放以來，經過大規(guī)模引進消化和90年代的重點建設，目前我國半導體產業(yè)已具備了一定的規(guī)模和基礎，包括已穩(wěn)定生產的7個芯片生產骨干廠、20多個封裝企業(yè)，幾十家具有規(guī)模的設計企業(yè)以及若干個關鍵材料及專用設備儀器制造廠組成的產業(yè)群體，大體集中于京津、滬蘇浙、粵閩三地。

我國歷年對半導體產業(yè)的總投入約260億元人民幣（含126億元外資）。現有集成電路生產技術主要來源于國外技術轉讓，其中相當部分集成電路前道工序和封裝廠是與美、日、韓公司合資設立。其中三資企業(yè)的銷售額約占總銷售額的88%（1998年）。民營的集成電路企業(yè)開始萌芽。

設計：集成電路的設計匯集電路、器件、物理、工藝、算法、系統(tǒng)等不同技術領域的背景，是最尖端的技術之一。我國目前以各種形態(tài)存在的集成電路設計公司、設計中心等約80個，工程師隊伍還不足3000人。2000年，集成電路設計業(yè)銷售額超過300萬元的企業(yè)有20多家，其中超過1000萬的約10家。超過1億的4家（華大、矽科、大唐微電子和士蘭公司）?？備N售額10億元左右。年平均設計300種左右（其中不到200種形成批量）。

現主要利用外商提供的EDA工具，運用門陣列、標準單元，全定制等多種方法進行設計。并開始采用基于機構級的高層次設計技術、VHDL，和可測性設計技術等先進設計方法。設計最高水平為0.25微米，700萬元件，3層金屬布線，主線設計線寬0.8-1.5微米，雙層布線。[1]目前，我國在通信類集成電路設計有一定的突破。自行設計開發(fā)的熊貓2000系列CAD軟件系統(tǒng)已開發(fā)成功并正在推廣。這個系統(tǒng)的開發(fā)成功，使我國繼美國、歐共體、日本之后，第四個成為能夠開發(fā)大型的集成電路設計軟件系統(tǒng)的國家。目前邏輯電路、數字電路100萬門左右的產品已可以用此設計。

前工序制造：1990年代以來，國家通過投資實施“908”、“909”工程，形成了國家控股的骨干生產企業(yè)。其中，中日合資、中方控股的華虹NEC（8英寸硅片，0.35-0.25微米，月投片2萬片），總投資10億美元，以18個月的國際標準速度建成，99年9月試投片，現已達產。該工程使我國芯片制造進入世界主流技術水平，增強了國內外產業(yè)界對我國半導體產業(yè)能力的信心。

摘要本文重點對半導體硅材料，GaAs和InP單晶材料，半導體超晶格、量子阱材料，一維量子線、零維量子點半導體微結構材料，寬帶隙半導體材料，光子晶體材料，量子比特構建與材料等目前達到的水平和器件應用概況及其發(fā)展趨勢作了概述。最后，提出了發(fā)展我國半導體材料的建議。

關鍵詞半導體材料量子線量子點材料光子晶體

1半導體材料的戰(zhàn)略地位

上世紀中葉，單晶硅和半導體晶體管的發(fā)明及其硅集成電路的研制成功，導致了電子工業(yè)革命；上世紀70年代初石英光導纖維材料和GaAs激光器的發(fā)明，促進了光纖通信技術迅速發(fā)展并逐步形成了高新技術產業(yè)，使人類進入了信息時代。超晶格概念的提出及其半導體超晶格、量子阱材料的研制成功，徹底改變了光電器件的設計思想，使半導體器件的設計與制造從“雜質工程”發(fā)展到“能帶工程”。納米科學技術的發(fā)展和應用，將使人類能從原子、分子或納米尺度水平上控制、操縱和制造功能強大的新型器件與電路，必將深刻地影響著世界的政治、經濟格局和軍事對抗的形式，徹底改變人們的生活方式。

2幾種主要半導體材料的發(fā)展現狀與趨勢

2.1硅材料

摘要本文重點對半導體硅材料，GaAs和InP單晶材料，半導體超晶格、量子阱材料，一維量子線、零維量子點半導體微結構材料，寬帶隙半導體材料，光子晶體材料，量子比特構建與材料等目前達到的水平和器件應用概況及其發(fā)展趨勢作了概述。最后，提出了發(fā)展我國半導體材料的建議。

關鍵詞半導體材料量子線量子點材料光子晶體

1半導體材料的戰(zhàn)略地位

上世紀中葉，單晶硅和半導體晶體管的發(fā)明及其硅集成電路的研制成功，導致了電子工業(yè)革命；上世紀70年代初石英光導纖維材料和GaAs激光器的發(fā)明，促進了光纖通信技術迅速發(fā)展并逐步形成了高新技術產業(yè)，使人類進入了信息時代。超晶格概念的提出及其半導體超晶格、量子阱材料的研制成功，徹底改變了光電器件的設計思想，使半導體器件的設計與制造從“雜質工程”發(fā)展到“能帶工程”。納米科學技術的發(fā)展和應用，將使人類能從原子、分子或納米尺度水平上控制、操縱和制造功能強大的新型器件與電路，必將深刻地影響著世界的政治、經濟格局和軍事對抗的形式，徹底改變人們的生活方式。

2幾種主要半導體材料的發(fā)展現狀與趨勢

2.1硅材料

【內容摘要】電子封裝專業(yè)是一個相對較新而且包含內容較為豐富的專業(yè)，其本科教學模式也處于發(fā)展階段?；陔娮臃庋b專業(yè)的多學科交叉及工程化應用較強等方面的特點，通過課程設置、實習基地建設和實驗平臺搭建，構建出從封裝專業(yè)的理論學習，到實際專業(yè)封裝生產線的感性認知，再到封裝設備的實踐操作這幾個方面對電子封裝專業(yè)本科教學模式進行探索。

【關鍵詞】電子封裝;課程設置;實習基地;實驗平臺

隨著電子技術的迅速發(fā)展，越來越多的電子器件應用到許多領域中，也帶動了相關行業(yè)的飛速發(fā)展。尤其是隨著物聯網技術的進步，各式各樣的傳感器構成了智能網絡的基礎。封裝技術作為電子產品領域中的關鍵技術之一，具有舉足輕重的作用。電子封裝是將利用半導體加工方法制備出的微元件、電路等用特定的封裝材料保護起來，形成機械保護并進行電學信號傳輸，從而構成微系統(tǒng)及工作環(huán)境的制造技術。由于電子封裝專業(yè)在半導體制程中屬于后道工序，其前道和半導體制備芯片相關聯，后道和器件的使用息息相關，所以其涵蓋的內容非常多，牽涉到材料、化學、電子、機械等學科，尤其許多新型傳感器的出現，對電子封裝專業(yè)提出了更高的要求。近些年來，電子封裝對器件的可靠性評價、性能測試等領域也開始有所擴展和延伸。作為一門較新的專業(yè)，電子封裝專業(yè)建設和本科生培養(yǎng)處于探索性階段。目前國內高校的電子封裝專業(yè)大多起源于材料學院，尤以焊接技術、金屬材料專業(yè)居多。如哈爾濱工業(yè)大學、上海交通大學、南京航空航天大學等。但是電子封裝專業(yè)作為一門全新的學科和專業(yè)，在信息技術飛速發(fā)展的今天，其本科生教育培養(yǎng)模式需要與時俱進，才能夠跟上當今時代的發(fā)展。江蘇科技大學電子與封裝專業(yè)借鑒了國內其他高校在電子封裝專業(yè)方面的建設，同時根據自身的特點，結合長三角地區(qū)半導體行業(yè)蓬勃發(fā)展的優(yōu)勢，對電子封裝專業(yè)本科生培養(yǎng)及專業(yè)建設進行一些有益的探索。因此，本文從電子封裝專業(yè)的多學科交叉及工程化應用較強等方面的特點出發(fā)，通過課程設置、實習基地建設和實驗平臺搭建，從封裝專業(yè)的理論學習，到實際專業(yè)封裝生產線的感性認知，再到封裝設備的實踐操作，構建電子封裝專業(yè)的本科教學理論－認知－實踐的系統(tǒng)性模式。

一、課程設置

由于電子封裝專業(yè)是一門典型的交叉學科，牽涉到的基礎學科較多，因此在課程設置方面既要考慮到其知識專業(yè)性，又要考慮到其知識綜合性。江蘇科技大學立足于長三角區(qū)域，針對目前電子封裝技術專業(yè)存在較大的人才供需矛盾(據統(tǒng)計我國每年對電子封裝專業(yè)本科層次的人才需求超過7萬人)，以半導體材料和器件制備為基礎，結合電子元器件的設計與模擬，對電子元件的封裝材料、封裝工藝、封裝設計等方面進行基礎教育，培養(yǎng)電子封裝及其相關領域中工藝開發(fā)、材料改進、儀器研制等方面的專業(yè)工程技術人員。在專業(yè)課設置上，涵蓋從器件的原理、封裝的工藝和可靠性測試方面等，具體有以下7門專業(yè)必修課。半導體器件物理、微連接原理、電子封裝材料、封裝結構與工藝、電子封裝可靠性、封裝熱管理。在選修課程的設置上重視電子封裝專業(yè)中的基礎理論、實際應用、動手能力、思維開拓方面的培養(yǎng)，對目前迅速發(fā)展的封裝領域中的知識進行了綜合性的構建，從理論到實際，從工藝到應用，設置了10門專業(yè)選修課，包括微加工工藝、MEMS器件與封裝技術、電子設計自動化、集成電路設計、微電子制造及封裝設備、表面組裝技術、微波與射頻電路、電磁兼容技術、先進封裝技術、有限元技術及在封裝中的應用。江蘇科技大學電子封裝專業(yè)的課程體系設置，一方面體現了電子封裝專業(yè)的綜合化、專業(yè)化的特點，另一方面突出了實踐性和理論性結合的特色。尤其在現代化的教育體系下，既要突出學生的專業(yè)性特點，又要兼顧學生的知識綜合性，同時還需對目前學生的動手能力和實踐能力進行專業(yè)化培養(yǎng)。尤其對于半導體及信息技術專業(yè)方面日新月異的發(fā)展，開設了“先進封裝技術”課程，對目前晶圓級封裝、三維封裝等目前較為新穎的封裝模式進行關注，及時反映封裝領域的最新動態(tài)。

二、實習基地

寬帶隙的GaN基半導體在短波長發(fā)光二極管、激光器和紫外探測器，以及高溫微電子器件方面顯示出廣闊的應用前景；對環(huán)保，其還是很適合于環(huán)保的材料體系。半導體照明產業(yè)發(fā)展分類所示的若干主要階段，其每個階段均能形成富有特色的產業(yè)鏈。世界各國現在又投入了大量的人力、財力和物力，以期望取得GaN基高功率器件的突破，并且居于此領域的制高點?！暗镆r底材料與半導體照明的應用前景”文稿介紹了氮化物襯底材料與半導體照明的應用前景的部分內容。

GaN、AlN、InN及其合金等材，是作為新材料的GaN系材料。對襯底材料進行評價要就襯底材料綜合考慮其因素，尋找到更加合適的襯底是發(fā)展GaN基技術的重要目標。評價襯底材料要綜合考慮襯底與外延膜的晶格匹配、襯底與外延膜的熱膨脹系數匹配、襯底與外延膜的化學穩(wěn)定性匹配、材料制備的難易程度及成本的高低的因素。InN的外延襯底材料就現在來講有廣泛應用的。自支撐同質外延襯底的研制對發(fā)展自主知識產權的氮化物半導體激光器、大功率高亮度半導體照明用LED，以及高功率微波器件等是很重要的?！暗镆r底材料的評價因素及研究與開發(fā)”文稿介紹了氮化物襯底材料的評價因素及研究與開發(fā)的部分內容。

氮化物襯底材料與半導體照明的應用前景

GaN是直接帶隙的材料，其光躍遷幾率比間接帶隙的高一個數量級。因此，寬帶隙的GaN基半導體在短波長發(fā)光二極管、激光器和紫外探測器，以及高溫微電子器件方面顯示出廣闊的應用前景；對環(huán)保，其還是很適合于環(huán)保的材料體系。

1994年，日本的Nicha公司在GaN/Al2O3上取得突破，1995年，GaN器件第一次實現商品化。1998年，GaN基發(fā)光二極管LED市場規(guī)模為US$5.0億，2000年，市場規(guī)模擴大至US$13億。據權威專家的預計，GaN基LED及其所用的Al2O3襯底在國際市場上的市場成長期將達到50年之久。GaN基LED及其所用的Al2O3襯底具有獨特的優(yōu)異物化性能，并且具有長久耐用性。預計，2005年GaN基器件的市場規(guī)模將擴大至US$30億，GaN基器件所用的Al2O3襯底的市場規(guī)模將擴大至US$5億。

半導體照明產業(yè)發(fā)展分類所示的若干主要階段，其每個階段均能形成富有特色的產業(yè)鏈：