半导体材料的发展现状与趋势

半导体材料的发展现状与趋势（精选6篇）

篇1：半导体材料的发展现状与趋势

半导体材料与器件发展趋势总结

材料是人类社会发展的物质基础与先导。每一种重大新材料的发现和应用都把人类支配自然的能力提高到一个全新的高度。材料已成为人类发晨的里程碑。本世纪中期单晶硅材料和半导体晶体管的发明及其硅集成电路的研究成功，导致了电子工业大革命。使微电子技术和计算机技术得到飞速发展。从20世纪70年代的初期，石英光纤材料和光学纤维的研制成功，以及GaAs等Ⅲ-Ⅴ族化合物的材料的研制成功与半导体激光器的发明，使光纤通信成为可能，目前光纤已四通八达。我们知道，每一束光纤，可以传输成千上万甚至上百万路电话，这与激光器的发明以及石英光纤材料、光纤技术的发展是密不可分的。超晶格概念的提出MBE、MOCVD先进生长技术发展和完善以及超品格量子阱材料包括一维量子线、零维量子点材料的研制成功。彻底改变了光电器件的设计思想。使半导体器件的设计与制造从过去的杂质工程发展到能带工程。出现了以“电学特性和光学特性的剪裁”为特征的新范畴，使人类跨入到以量子效应为基础和低维结构为特征的固态量子器件和电路的新时代，并极有可能触发新的技术革命。半导体微电子和光电子材料已成为21世纪信息社会的二大支柱高技术产业的基础材料。它的发展对高速计算、大容量信息通信、存储、处理、电子对抗、武器装备的微型化与智能化和国民经济的发展以及国家的安全等都具有非常重要的意义。

一、几种重要的半导体材料的发展现状与趋势

1.硅单晶材料

硅单晶材料是现代半导体器件、集成电路和微电子工业的基础。目前微电子的器件和电路，其中有90％到95％都是用硅材料来制作的。那么随着硅单晶材料的进一步发展，还存在着一些问题亟待解决。硅单晶材料是从石英的坩埚里面拉出来的，它用石墨作为加热器。所以，来自石英里的二氧化硅中氧以及加热器的碳的污染，使硅材料里面包含着大量的过饱和氧和碳杂质。过饱和氧的污染，随着硅单晶直径的增大，长度的加长，它的分布也变得不均匀；这就是说材料的均匀性就会遇到问题。杂质和缺陷分布的不均匀，会使硅材料在进一步提高电路集成度应用的时候遇到困难。特别是过饱和的氧，在器件和电路的制作过程中，它要发生沉淀，沉淀时的体积要增大，会导致缺陷产生，这将直接影响器件和电路的性能。因此，为了克服这个困难，满足超大规模集成电路的集成度的进一步提高，人们不得不采用硅外延片，就是说在硅的衬底上外延生长的硅薄膜。这样，可以有效地避免氧和碳等杂质的污染，同时也会提高材料的纯度以及掺杂的均匀性。利用外延方法，还可以获得界面非常陡、过渡区非常窄的结，这样对功率器件的研制和集成电路集成度进一步提高都是非常有好处的。这种材料现在的研究现状是6英寸的硅外延片已用于工业的生产，8英寸的硅外延片，也正在从实验室走向工业生产；更大直径的外延设备也正在研制过程中。

除此之外，还有一些大功率器件，一些抗辐照的器件和电路等，也需要高纯区熔硅单晶。区熔硅单晶与直拉硅单晶拉制条件是不一样的，它在生长时，不与石英容器接触，材料的纯度可以很高；利用这种材料，采用中子掺杂的办法，制成N或P型材料，用于大功率器件及电路的研制，特别是在空间用的抗辐照器件和电路方面，它有着很好的应用前景。当然还有以硅材料为基础的SOI材料，也就是半导体/氧化物/绝缘体之意，这种材料在空间得到了广泛的应用。总之，从提高集成电路的成品率，降低成本来看的话，增大硅单晶的直径，仍然是一个大趋势；因为，只有材料的直径增大，电路的成本才会下降。我们知道硅技术有个摩尔定律，每隔18个月它的集成度就翻一番，它的价格就掉一半，价格下降是同硅的直径的增大密切相关的。在一个大圆片上跟一个小圆片上，工艺加工条件相同，但出的芯片数量则不同；所以说，增大硅的直径，仍然是硅单晶材料发展的一个大趋势。那我们从提高硅的集成度来看，最终要研制出适用于硅深亚微米乃至硅纳米工艺所需要的硅外延片，将会成为硅材料发展的主流。

目前硅技术的线条发展越来越细了。现在我们国家的909工程是0.35微米的工艺，可以做到0.25微米；然而随着集成度的提高，要求光刻线条越来越细，是否有个极限呢？当线条的宽度变到35个纳米的时候，或者比35个纳米更小的时候，或许就是硅集成电路的“极限”，当然这个极限不是物理的极限。因为这个所谓的极限预测过多次，曾经预测过1微米是硅线条的极限，后来是0.5微米，又变到0.35微米，现在实验室的0.18微米的集成电路也已经做出来了。通过人们的努力和新的技术的发明，线条也许还可以进一步的减小，当然它最终将受到量子力学测不准原理、光速和热力学的限制。这里讲的所谓的技术限制，就是说在目前这样的条件和技术下，它能够达到的一个极限。我们知道现在的集成电路的布线可多达七、八层以上。如果多层分布的连线过长，那么电子从一个器件到另一个器件的所需的时间完全消耗在走的路上了。也就是说，延迟时间限制了速度的进一步提高。硅材料虽然可能到21世纪的中期仍将占有很重要的地位，然而，硅微电子技术最终是难以满足人们对更大信息量的需求的；所以，发展新型半导体材料比如说Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料，超晶格量子阱材料以及硅基锗硅合金材料等，作为硅材料的一个替补材料也是很重要的。

2.GaAs和InP等Ⅲ-Ⅴ族化合物材料

GaAs和InP等Ⅲ-Ⅴ族化合物材料可能是一个好的替补材料。我们知道硅材料是间接带隙材料，它的发光效率很低，所以它不可能作为光电集成的基础材料，用硅来做发光管、激光器目前还是不可能的。那么Ⅲ-Ⅴ族化合物材料，像GaAs和InP，首先，它的电子的光跃迁不需要声子的参与，它的发光效率很高；与硅相比，它的电子的漂移速度高，同时它耐高温，抗辐照；与此同时，作为微电子器件来讲，它具有高速、高频，低噪音，故在光电子器件和光电集成方面，占据非常独特的优势。Ⅲ-Ⅴ族化合物,现在的市场情况怎么样呢？随着移动通信的发展，目前工作在0.8GHz以下的手机，是以硅材料为主体，那么到2.2GHz的时候，或超过这个频段到7.5GHz的时候，硅材料作为它的接收和发射器件或电路，可能就不行了；这个时候，一定要用GaAs, InP或者GeSi材料。从光纤通信来看，也是如此。所以说从移动通信和光纤通信的发展需求看，对半导体Ⅲ-Ⅴ族化合物材料，特别是用于集成电路的GaAs材料的需求，将会每年以20％到30％的速度增长。那么它的研究现状是怎么样的呢？以GaAs, InP为代表的Ⅲ-Ⅴ族半导体材料，两英寸和三英寸的n型的和p型的材料，基本上能够满足现代的微电子和光电子器件的需求。没有掺杂的半绝缘体的GaAs单晶材料，它是GaAs集成电路的一个基础材料，目前主要采取一种叫作液封直拉法LEC的方法制造。就是将GaAs熔体放置在一个热解BN的坩埚里面，因为As是易挥发的，而氧化砷有很大毒性，因此在它上面覆盖一层材料，比如说三氧化二硼。三氧化二硼的熔点低于GaAs的熔点，可以把熔体的GaAs覆盖起来。在单晶炉里面充了很高的气压，使As不能挥发出来，然后把GaAs籽晶通过氧化硼这个透明的液体伸入到GaAs的熔体里面拉晶。这项生产技术，叫做液封直拉法。目前用这种办法，直径为两英寸、三英寸、四英寸的片材已经商品化。我们国家可以拉制三英寸GaAs单晶。两英寸的可以小批量生产。在国际上，六英寸的半绝缘砷化单晶已在实验室里拉制成功。

这种材料也存在的问题。半绝缘体GaAs的纯度与硅相比，是远不如硅的。硅可以做得非常纯，有12个9的纯度。就是10－6PPM，就是说它的杂质的含量仅为百万分之一PPM。但GaAs呢，仅仅只有6个9，就是一个PPM，即它的杂质和缺陷的浓度高达一个PPM。所以说GaAs半绝缘体的性质并不是由纯度高、杂质少决定的，而是由杂质和缺陷互相补偿，这样的材料实际上是电学补偿导致的高阻材料。这种材料的热学稳定性较差，在器件工艺的热处理过程中，缺陷产生、杂质缺陷络合等，可能改变它的导电性能。这是什么原因呢？我们知道，硅是一个元素半导体，它只有两种点缺陷，即硅的空位和硅间隙。那么对于Ⅲ-Ⅴ族材料，它的点缺陷就有六种，有两种空位，两种间隙，两种反位的缺陷。比如As占了Ga位，Ga占了As位，这都是点缺陷。这些缺陷都对导电性能产生影响。所以对这种材料，如果把它的杂质和缺陷络合物加起来的话，缺陷就更多了，因而这种材料的制作是非常困难的。它是用LEC法拉制的。晶体拉制过程中，在固体与液体交界面处，它的温度剃度比较大，在晶体内部存在着大的应力；在晶体冷却过程中应力的释放将产生大量缺陷，它的位错密度非常高。所以说这种材料目前存在着很多的问题要求克服。从硅来讲，硅可以做到无位错，所以说它可以用于制作超大规模集成电路。比如说，对于一个平方微米内有一个器件，或多个器件的电路，那么GaAs就不行了；因为，它每一个平方厘米就有一万个以上的缺陷。如果一个器件，碰到这个缺陷，那么整个电路就失效了。所以说，用GaAs研制大规模集成电路，它的质量还有待提高。

Ⅲ-Ⅴ族半导体材料的发展趋势，也可以总结为下面几点。从提高它的价格和性能比来看，增大直径仍是大趋势，只有增大直径，它的价格才可能进一步降低。从另外一个方面来讲，为满足大规模集成电路和光电器件的衬底的需求，它的位错密度必须降下去。要降到每个平方厘米1000或100以下，甚至更小，这最终取决于集成度和材料将要用在什么地方。我刚才讲到，GaAs的高阻性能是杂质与缺陷补偿的结果，很不均匀；如何提高这种材料的电学和光学均匀性，也是需要解决和克服的问题。此外，还要重视片材制备技术，即要做到片材拿来就可以用的要求，不需要再去抛光或腐蚀和再去作其他的处理。这就是说，要将拉制的锭条进行滚圆、磨定位边、抛光和在保护氛围下将抛好的片子封装起来等。当然，还要求片材的表面没有被损伤，除了肉眼看不见的损伤以外，亚表面损伤，即在材料的表层下面，比如说几十个纳米以下的地方，人的肉眼甚至光学显微镜看不见的损伤也是不能有的。即在片材制备的过程中，不能在它的表皮下面一层产生应力或缺陷。

3.半导体超晶格、量子阱材料

比如说GaAlAs和GaAs的晶格常数相差很小，而它们的禁带的宽度不同。GaAlAs的宽度要大于GaAs的，把这两种半导体材料用新的生长技术，像分子束外延技术，金属有机化合物化学汽相淀积技术等一层一层的、周期性的生长出来。这个周期人为地可以控制，不像硅单晶，它的晶格常数是一定的；这样的结构，我们称为超晶格结构。这种超晶格结构的想法，是1969年由日本的江琦和美籍华人朱兆祥提出来的，而且江琦因此获得了诺贝尔奖。我们知道，超晶格的概念提出来的时候，还没有实现这种想法的技术，只是从理论上预测这种结构会有很多新的性质。一直到20世纪70年代中期的时候，分子束外延技术的发展，还有MOCVD技术的发展，才使这种材料生长得到了实现。我们知道，现在的分子束外延，MOCVD可以控制一个原子层一个原子层的生长，界面的陡峭度也可以做到单原子层。由于这种材料的结构可以人为地改变，可以设计一个程序，通过计算机的控制，把它生长出来；如果设计的是一个器件结构，那么它的电学和光学的性质则可由人工控制，所以，能带工程设计是研制新一代量子器件的基础。

4.高温半导体材料

主要介绍几种重要的高温半导体材料。如Ⅲ族氮化物，它主要有GaN、AlGaN和InGaN等，它不仅仅是一个高温微电子材料，也是很好的光电子材料。比如现在发蓝光、绿光的半导体发光二极管和激光器，就是用这种材料作出来的。另外，碳化硅，立方氮化硼和金刚石，也是很好的高温半导体材料。当然，要达到应用，还存在很多问题要解决。这类材料，主要是应用在一些恶劣的环境，像在高温、航空、航天、石油钻探等方面。现在的电视，广播发射台仍然用的是一人高的电子管，它的寿命短、笨重且耗电多。那么将来，若用碳化硅和氮化镓材料制成的数字电视用发射模块的话，有可能使体积大大减少，寿命增加。从研究现状来看，美国西屋公司，已经研制成功的4H碳化硅的晶体管的功率已达到了400瓦。在碳化硅衬底上生长GaN制成的场效应晶体管，功率也已达2.3瓦。GaN高电子迁移率晶体管的最高频率已做到67GHz。那么这种材料存在的问题是什么呢？例如GaN，这种材料没有好的衬底，现在都是在蓝宝石衬底上外延生长的。GaN外延层的位错密度高达每平方厘米108以上；所幸的是这种材料的键能比较强，即使这么高的位错密度，作为发光管，它的寿命仍然可以达到10万小时以上。但是用这种材料作激光器，如蓝光或绿光激光器的话，这么高的缺陷密度是不行的。此外金刚石单晶薄膜制备，是另一个重要方向。金刚石有着比氮化镓更大的禁带宽度，可以耐更高的温度，它抗腐蚀性能好，可工作在非常恶劣的环境。但是，这种材料存在主要的一个问题是单晶薄膜生长非常难。至今还没有人能够生长出单晶金刚石薄膜。P型金刚石材料已经研制出来，但N型掺杂至今没有完全解决。单晶金刚石薄膜是一个具有非常重要应用前景的材料，但要实用，还要走很长的路。

二、低维半导体材料和量子器件

1.一维量子线和零维量子点材料

维的定义是构成空间中的每一个因素，如长、宽、高，甚至时间，都可以叫做一个维。若不考虑时间，空间是三维的，平面是二维的，而直是一维的，零维的就是一个点。如果载流子仅在一个方向可以自由运动，在另外两个方向受到约束，那么这种材料我们称为量子线材料。如果在载流子运动的三个方向都受到约束，就是说它只能在一个小点内或就像在一个小箱子里头运动，这时，电子的运动受到了三维的约束，我们称之为量子点。按照量子力学原理，量子点里的电子或空穴，它的能量是量子化的。因为它不可以自由运动，它只能是一级一级地跳跃。量子点的这种分立的态密度函数与体材料是截然不同的，体材料是抛物线分布，量子线则像脉冲一样的函数分布，量子点则完全是分立的线，就像分子光谱那样，这样的密度函数就决定了低维材料有着非常优越的性能。随着材料尺寸减小，维度降低，量子尺寸效应、量子干涉效应、量子隧穿、库仑阻塞效应变得越来越明显。这就构成了量子器件的基础，这完全不同于基于PN结里面电子、空穴通过扩散和漂移运动的器件，它是一种崭新的器件。量子点可以是半导体材料，也可以是金属材料做成。基于这种量子效应的新器件，很可能成为新一代微电子技术、光电子技术的发展的基础，它是一个有着非常重要应用前景的研究领域。

这种低维材料有哪些特点呢？为什么会引起人们的兴趣？首先，它的工作频率高。假设一个电子在一个10个纳米的线上运动，若电子在真空中运动的速度接近光速，那么我们可以算出它通过10nm线所需时间，电子从这一点飞到那一点，中间若不经过任何的散射，就像一个炮弹打过来，所以它的工作频率可以非常高，可达到1000GHz以上。现在做到的InP基P-HEMT器件，最高频率已达600GHz。其次它具有很高的集成度。因为这种器件非常小，可以做到每个平方厘米1010个器件以上，相当于每平方厘米有100亿个器件。第三功耗很小。从光电子器件的激光器看，用这种材料制成的量子点激光器的阈值电流密度非常低。所谓阈值，就像一个门槛，当注入激光器的电流高于这个门槛的时候，发光不再是向四面八方的自发辐射，而是光突然集中起来了，沿着一个方向发射出相干的光，称为激光。用低维材料制成的激光器，它的阈值电流密度是非常低的。原因就是由于它分立的态密度函数决定了的。它的量子转换效率非常高，它的调制速度很高，它激光的线宽非常窄，这是因为它源于固定分立量子能级之间的跃迁；窄的线宽在光纤通信上是非常有用的。所以说这种材料在光电子和微电子技术应用上，特别在将来的纳米电子学、光子学以及新一代的超大规模集成电路方面都有着重要的应用前景，极有可能触发新的技术革命。这里强调的低维半导体材料实际上是一个人工设计、通过先进技术如MBE等制造的材料，但是这种材料自然界是不存在的。基于这种新型半导体材料的新一代量子器件，很可能成为21世纪高新技术产业的一个重要支柱。

MBE等生长技术与精细加工技术相结合，可以制备出量子线、量子点材料。这种技术的优点就是可以人为地控制量子线的形状、尺寸、密度。它的缺点是电子束的曝光。干法、湿法刻蚀技术制备的量子结构尺寸远比生长厚度大，目前最好为几十个纳米。刚才讲的量子阱的材料的阱宽可以控制到一个单原子层。一个单原子层就是几个埃，零点几个纳米。要保证横向尺寸同纵向尺寸一样，现在的加工技术是做不到的，要实现这一点，需要发展新的加工技术。我们知道，用电子束曝光也好，离子束注入隔离也好，都要产生缺陷。沿直线两边产生的损伤，都会成为散射中心。电子沿着这样的直线运动时，当碰到损伤的地方，就发生散射，其结果使低维材料所具有的优异特性，就被这些缺陷完全抵消掉了。所以用这种技术制备的低维材料，要想真正达到理论上预计的性能，必须要发展一种高空间分辨和没有损伤的加工技术。

2.基于低维半导体材料的量子器件的研究和发展现状

量子线调制掺杂场效应晶体管，共振隧穿二极管和三极管等都已经研制成功。单电子器件，单电子存储器和单电子晶体管也分别于1993年和1994年在实验室研制成功。这是一个单电子存储器原形器件，源和漏之间有一条宽为10纳米的线，线中间是一个7×7纳米量子点，线与量子点之间有两个缩径，比10纳米还要小。基于库仑阻塞效应的单电子器件的工作原理是两边是金属电极，中间是一个小岛，如果这个岛的面积足够小，它的电容也就非常小。如果有一个电子已经在这个小岛上，当另外一个电子进入这个小岛时，这两个电子则相互排斥，使系统能量提高，致使第二个电子也无法进入这个小岛；同时，处在这个状态的电子也不可能自由地跑走，而要留在这个岛上；只有当加一个偏压使第一个电子离开这个小岛后，下一个电子才会再来。而有电子和没有电子相应于0和1态，这就是单电子存贮器的基本原理。如何利用STM去制作单电子器件？它是在硅衬底上首先氧化生成SiO2，然后镀上金属钛薄膜，在针尖和钛金属膜间放点纯水，加电场使钛氧化，氧化钛是不导电的，而钛是导电的，只要按一定的图形就可以做出一个单电子晶体管来。当有一个电子到这个小岛上以后，它就会被陷在岛上，只有当加一个偏压将这个电子移走以后，第二个电子才能来，那就完成了一个0，1操作。这就是上面说的单电子存储器的工作原理。最近，据报道，在单电子存储器的原形样机的研制上已取得了突破进展。日本用0.25微米的工艺模拟了一个单电子存储器电路，获得成功。我这里讲的所谓单电子，可能不止是一个电子，可能有十几个或几十个电子。与现在的几千，几万个电子的存储器来说，功耗是小多了，存储密度也高多了。

低维半导体结构发展很快，取得很大进展，但存在很多问题。除了超晶格、量子阱的材料在微电子器件、光电子器件中已经得到使用以外，纳米器件研制也已经开始。人们利用STM和AFM这种技术可以研制分立的器件已经不是非常困难的了，但是我们所关心的是要做到每平方厘米制造上亿或更多的器件，而且要连在一起形成一个电路，目前还是难以实现的。采取什么样的连结方式，什么样的技术，还没有解决。从现在来看，如果使用GaAs材料，要制成0.1mm的工艺的器件，要在4.2度K下，才可以工作。在50个纳米的情况下，工作温度也要在77K。因而必须发展纳米加工工艺，才能够满足纳米器件在室温下的工作需要。这种工艺应该是无损伤的纳米加工工艺。若能在每一个探针上配一个可三维移动的微机械，100×100的阵列，就是一万个探针，自动控制一次制作一个芯片就成为可能。设想中这个纳米加工技术，据报道目前已经做到了16×16的规模。纳米技术采用什么材料，也有很多问题。硅材料本身虽然很好，加之天然SiO2的绝缘介质，真可以说是天赐的！但作为绝缘隔离器件的二氧化硅是非晶，杂质、缺陷、表面和界面态的存在，使它作为纳米电子学的基础材料也会遇到问题。我们刚才讲的SK生长模式，量子点的密度、形状、尺寸是比较难以控制的。

篇2：半导体材料的发展现状与趋势

摘要：金属是人们日常生活生产中最不可或缺的材料，更是人类社会进步的关键所在，本篇论文主要论述金属材料的种类、性能及在社会发展中的重要应用，并且展望金属材料在未 的发展前景。

关键词：金属材料、镁合金、铝合金、稀土、汽车

引言

金属材料是指由金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属间化合物和特种金属材料等。

人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系十分密切。继石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代，均以金属材料的应用为其时代的显著标志。现代，种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。我们对金属材料的认识应从以下几方面开始：

一、分类：

金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。

1、黑色金属又称钢铁材料，包括含铁90％以上的工业纯铁，含碳 2％～4％的铸铁，含碳小于 2％的碳钢，以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、精密合金等。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。

2、有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金，通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等。有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，并且电阻大、电阻温度系数小。

3、特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料，以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等；还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金，以及金属基复合材料等。

4、金属材料按生产成型工艺又分为铸造金属、变形金属、喷射成形金属，以及粉末冶金材料。铸造金属通过铸造工艺成型，主要有铸钢、铸铁和铸造有色金属及合金。变形金属通过压力加工如锻造、轧制、冲压等成型，其化学成分与相应的铸造金属略有不同。喷射成形金属是通过喷射成形工艺制成具有一定形状和组织性能的零件和毛坯。

二、性能

金属材料的性能可分为工艺性能和使用性能两种。为更合理使用金属材料，充分发挥其作用，必须掌握各种金属材料制成的零、构件在正常工作情况下应具备的性能（使用性能）及其在冷热加工过程中材料应具备的性能（工艺性能）。

材料的使用性能包括物理性能（如比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等）、化学性能（耐用腐蚀性、抗氧化性），力学性能也叫机械性能。

材料的工艺性能指材料适应冷、热加工方法的能力。

三、应用现状：

金属材料的发展已从纯金属、纯合金中摆脱出来。随着材料设计、工艺技术及使用性能试验的进步，传统的金属材料得到了迅速发展，新的高性能金属材料不断开发出来。如快速冷凝非晶和微晶材料、高比强和高比模的铝锂合金、有序金属间化合物及机械合金化合金、氧化物弥散强化合金、定向凝固柱晶和单晶合金等高温结构材料、金属基复合材料以及形状记忆合金、钕铁硼永磁合金、贮氢合金等新型功能金属材料，已分别在航空航天、能源、机电等各个领域获得了应用，并产生了巨大的经济效益。

1、镁及镁合金

镁由于优良的物理性能和机械加工性能，丰富的蕴藏量，已经被业内公认为最有前途的轻量化材料及21世纪的绿色金属材料，未来几十年内镁将成为需求增长最快的有色金属。1.1在汽车领域的应用

20世纪70年代以来，各国尤其是发达国家对汽车的节能和尾气排放提出了越来越严格的限制，这些要求迫使汽车制造商采用更多高新技术，生产重量轻、耗油少、符合环保要求的新一代汽车。据测算，汽车自重减轻10%，其燃油效率可提高5.5%，如果每辆汽车能使用70公斤镁，CO的年排放量就能减少30%以上。镁作为实际应用中最轻的金属结构材料，在汽车的减重和性能改善中的重要作用受到人们的重视。1.2、电子及家电用镁合金

汽车行业对镁合金的大量需求，推动了镁合金生产技术的多项突破，镁合金的使用成本也大幅度下降，从而促进了镁合金在计算机、通讯、仪器仪表、家电、医疗、轻工等行业的应用发展。其中，镁合金应用发展最快的是电子信息和仪器仪表行业。在薄壁、微型、抗摔撞的要求之下，加上电磁屏蔽、散热和环保方面的考虑，镁合金成了厂家的最佳选择。另外，镁合金外壳可使产品更豪华、美观。在电子信息和仪器仪表行业的镁合金制品的单位重量和尺寸不如汽车零部件，但它的数量大、覆盖面广，其用量也是巨大的。所以，近几年电子信息行业镁合金的消耗量急剧增加，成为拉动全球镁消耗量增加的另一重要因素。1.3、其它应用领域

其它如铝合金添加剂、镁牺牲阳极和型材用镁合金等。镁牺牲阳极作为有效的防止金属腐蚀的方法之一，广泛应用于长距离输送的地下铁制管道和石油储罐。目前，作为镁牺牲阳极的镁合金有3～4万吨/年的市场需求量，且每年以20%的速度增长。镁合金型材、管材，以前主要用于航空航天等尖端或国防领域。近几年由于镁合金生产能力和技术水平的提高，其生产成本已下降到与铝合金相当的程度，极大地刺激了其在民用领域的应用，如用做自行车架、轮椅、康复和医疗器械及健身器材。

2、钛及钛合金

钛及钛合金具有密度小、比强度高和耐蚀性好等优良特性。随着国民经济及国防工业的发展，钛日渐被人们普遍认识，广泛地应用于汽车、电子、化工、航空、航天、兵器等领域。

从钛金属的应用领域来看，以美国、日本为例，美国钛的最大应用领域是航空航天，占到总消费量的58.5%；日本则是火力、核电厂，及板式热交换器，两者合计占总消费量的41.9%。从下表可以看出，与美国相比，日本在更多方面使用钛。在体育用品方面，除了在高尔夫球杆头上使用钛以外，还有短距离用跑鞋的销钉、羽毛球拍及冰杖等登山器具、滑雪滑冰用的冰刀刃、自行车架、轮椅等等。美日两国在化学工业及油气田钻探装置上的用钛量都在增加。在计算机磁盘(真空镀膜)、纤维纺织机的框架、餐具、帐篷用具、拐杖和照相机等方面都巧妙地使用钛。

3、铝及铝合金

铝合金具有密度小、导热性好、易于成形、价格低廉等优点，已广泛应用于航空航天、交通运输、轻工建材等部门，是轻合金中应用最广、用量最多的合金。随着电力工业的发展和冶炼技术的突破，其性价比大为提高，目前交通运输业已成为铝合金材料的 合性能等具有非常积极的作用，在汽车领域有着良好的应用前景。

泡沫铝材被认为是一种大有前途的未来汽车的良好材料。泡沫铝材在汽车制造中的应用多为三明治式的三夹板，即：芯层为泡沫铝或泡沫铝合金，上下层为铝板或其他金属薄板。德国卡曼汽车公司用三明治式复合泡沫铝材制造的吉雅轻便轿车的顶盖板的刚度，比原来的钢构件高7倍左右，而其质量却比钢件轻25%。

四、发展展望

可以预见的是，金属材料依然不会被人类忽视，甚至应该是更受到重视和发展。但是就金属材料从古至今的长期发展规律我们可以发现，金属在人类的应用历史，正呈现着一种不断减重的趋势，即人类所最为依赖和一种的金属质量正在逐渐减少。这其实并不奇怪，在人类日新月异的技术，几乎越是高端的技术，就越是追求精巧别致，比如如今火热的纳米技术，核能开发等。而金属作为传统的人类常用材料，自然也要跟上这一趋势。这也便是人类在利用金属的过程会渐渐向质量轻的金属去靠拢。从最初的铜铁，到之后的铝，到如今，未来最热门的金属已变为了镁，钛等轻金属，这些，既证明了人类社会的不断进步，同时也让金属的价值得到了越来越大的发掘和提高。而在这其中，稀土的金属的开发已成为了全世界的一个焦点，稀土金属又称稀土元素，是元素周期表ⅢB族中钪、钇、镧系17种元素的总称。稀土元素是典型的金属元素，它们的金属活泼性仅次于碱金属和碱土金属，比其他金属元素都活泼，可与多种元素化合，稀土氧化物的熔点都很高，生成自由能负值很大，说明它们都是很稳定的化合物。由于稀土元素的特殊性质，决定了稀土的用途。其中炼钢生产中最常用的有两种，一是稀土合金，块状稀土硅铁合金，以前用于大包投入，大包压入，粉状一般用于大包内喷粉、模铸中注管喷粉等方法加入钢中；二是混合稀土金属，制成丝(φmm-φmm)或棒(≥φmm)，丝用于钢包、中注管或连铸结晶器，使用喂丝机喂入钢中，棒采用模内吊挂的方法熔入钢中。稀土金属包芯线作为线性添加材料的新品种，由于喂丝技术在炼钢生产中的广泛应用，必将得到进一步的发展。

可以肯定的是，在未来，随着人类生活中的不断需要，还会有更多的金属被开发出他独特的用途，成为人类社会中所必不可少的材料。也将同样引起未来科技的震荡，从而强力的推动社会的发展。好不夸张的说，未来社会人类能否生存，是否能利用好一些新兴金属将在很大程度上起着决定性的因素。因而，金属在未来的前景依然一片大好。

金属材料与人类社会进步的关系已不需多言，其体现的价值早已不再是简单一种人类所熟知的材料而已了。更多的，是一种社会进步的推动力。显而易见，金属材料的存在让人类的社会的进步加速了很多。而能够学会利用金属材料，毫无疑问，也是人类社会在不断前进中的一大幸事。所以，我们应该感谢金属材料在人类社会中起到的作用，也应更好的在未来利用好金属，让他的光芒更加闪耀。参考文献：

1、《材料与社会进步》 戚飞鹏 著 上海大学出版社

2、《金属材料学》 王笑天 著 机械工业出版社 1987

3、《中国古代冷兵器》 郑轶伟 著 上海文化出版社

4、《铝合金及应用》 潘复生 张丁菲 等著 化学工业出版社

5、《航空航天材料》 李成功 恒志傅 著 国防工业出版社

篇3：半导体材料的发展现状与趋势

1 量子结构材料与器件的基础

当材料某一维度的尺寸小到可与电子的德布洛意波长或激子玻尔半径相当时,电子和空穴在该方向上的运动受到限制,与体材相比,电子失去该方向上的自由度,这样的体系称为低维体系,由于这些低维体系呈现出量子化的特征,被称为量子结构。图1示意画出了体材料和低维材料的结构及其态密度分布图。低维体系包括2维、1维和0维体系,分别在一个方向、两个方向和三个方向上对电子进行限制,由此衍生出超晶格和量子阱、量子线、量子点等低维结构。在低维体系中,电子的局域性和相干性增强,宏观固体的准连续能带消失了,出现分立的能带或能级,这使得低维体系的光、热、电、磁等物理性质与体材料不同。许多新奇的物理性质在这些体系中被不断的揭示出来,因此近年来低维体系的研究越来越受到重视。

量子尺寸效应(Quantum Size Effect)是指微结构材料的三维尺度中至少有一个与电子的德布罗意波长或激子波尔半径相当时,与体材相比,电子失去该方向上的自由度,电子态呈现量子化分布,表现出费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级或者能隙变宽的现象。下面以量子阱结构中CdTe激子特性为例,简单说明量子尺寸效应。图2给出了不同阱宽的CdTe量子阱结构中激子束缚能和激子波尔半径的理论计算结果。可看出随着无限深势阱宽度的减小,量子尺寸效应逐渐明显,激子束缚能增大,激子波尔半径减小。当阱宽小于5nm时,激子束缚能将大于室温电离能(26meV)。 除了激子效应存在明显的量子尺寸效应外,半导体的禁带宽度也随着材料的尺寸减小而增大。由于量子效应的引入,量子结构的磁、光、声、热、电及超导特性都会受到量子尺寸效应的不同影响[6]。

2 II-VI族化合物半导体量子结构材料与器件

II-VI族化合物半导体主要是指由II-B族元素Zn,Cd,Hg和VI族元素O,S,Se,Te组成的二元和三元化合物半导体。常见的II-VI半导体包括ZnO,ZnSe,ZnS,ZnTe,CdSe,CdTe,CdS,HgSe,HgTe,HgS,ZnCdSe,ZnSSe,HgCdTe,CdZnTe,它们通常具有立方闪锌矿结构和六方纤锌矿结构。带隙范围可从微小的负值到达约3.9eV(ZnS);由于这些材料大多都能实现直接带隙,且通过能带工程几乎能实现任何指定的能隙值,能隙覆盖了从远红外到紫外的光谱范围,这就注定了该类材料会表现出丰富的光学和电子学性质,在未来以光电子、光子为基础的信息时代并定会得到更广泛的研究和应用。也有将II-A族元素:Mg,Ca,Sr,Ba与VI族元素组成化合物称为II-VI族化合物,诸如MgS,MgSe,MgTe,CaS,CaSe,SrS,SrSe,SrTe,BaS,BaSe,BaTe等。

II-VI族化合物半导体是一类重要的半导体,由于其具有较宽的带隙和较大的激子束缚能,被公众推为短波长光发射及激光器件的理想候选材料。尤其是三元化合物半导体,如CdZnTe,CdZnS和CdZnSe等,随着组分的调整,其发光可以覆盖整个可见光光谱范围,甚至达到紫外和红外区。较大的(与室温对应的26meV可比拟)激子束缚能可以使材料的激子特性一直延续室温以上,为常温工作的器件奠定基础,宽带II-VI半导体被认为是短波长激光器的最重要候选材料之一。

表1给出典型II-VI族化合物半导体与其他常见半导体材料的激子束缚能与禁带宽度的数值,由表1可以看出II-VI族化合物半导体通常具有更大的禁带宽度和更高的激子束缚能。由于II-VI族半导体材料一般都具有较大的激子束缚能,尤其是量子阱结构的二维量子尺寸效应可使激子束缚能增加2~4倍,导致激子特性可一直持续到室温。而且由于II-VI族化合物半导体的量子阱结构激子光学非线性比通常相应的半导体材料大几个数量级,且激子非线性响应时间在ps-fs量级,为快速开关器件的设计提供了基础,所以在光学非线性方面的研究也受到了人们的广泛重视。

2.1 II-VI族化合物半导体量子阱

量子阱结构的器件中主要包括量子阱红外探测器和量子阱激光器。红外探测器是一种把红外辐射变成为电子信号的转换器。分为热探测器和光子探测器两种。前者是根据入射辐射的热效应引起器件与温度有关参数的变化来进行探测的。而在光子探测器中,吸收的红外辐射会引发载流子的带间或带内跃迁。与HgCdTe窄禁带半导体探测器不同的是在量子阱探测器里,宽禁带的半导体材料由于量子限制效应在导带和价带中形成了许多子能级。对红外辐射响应的就是这些子能级间载流子的跃迁。比起HgCdTe探测器,量子阱探测器的优点是材料的均匀性好、器件制作工艺成熟、抗辐照、成本低。对于大规模焦平面列阵探测器而言,这些优点表现得更为明显。量子阱探测器的设计和应用是能带工程的具体体现。通过对量子阱阱宽、垒高等的设计可以获得所需的探测波长。目前在国际上以III-V族化合物半导体为基础的量子阱探测器已到了商用的水平,而基于II-VI族化合物半导体的量子阱探测器仍处在研究的初期阶段。

II-VI族化合物半导体材料的带隙覆盖紫外到远红外区域,且其材料中的激子结合能也比III-V族化合物半导体材料的大。如在II-VI族化合物中结合能较小的CdTe 中的激子结合能为10meV (ZnSe为21meV,CdSe为15meV),而在GaAs中为4.2meV。激子半径也比III-V族化合物的小,CdTe激子半径为6nm,ZnSe激子半径为4nm,而GaAs激子半径为16nm。再加上量子阱和超晶格准二维结构使激子结合能增加2~4倍,以至II-VI族化合物量子阱和超晶格结构中的激子结合能大于纵光学(LO)声子能量,使此类材料的器件可能有效地在室温工作[7,8]。CdTe是II-VI族化合物半导体中的典型材料,在CdTe中掺入一定量的Zn,制备Cd1-xZnxTe成薄膜,其禁带宽度大于CdTe且可通过控制Zn成分的含量x值来加以调控。因此,可以通过控制CdTe势阱宽度、Cd1-xZnxTe势垒宽度以及Zn含量x值来设计量子阱的能带结构。关于CdTe/Cd1-xZnxTe量子阱和超晶格结构国外已有一些初步的研究报道[9,10,11],大部分研究仍然以原理性研究为主。目前关于量子阱红外探测器的研究热点主要包括:QWIP暗电流、QWIP注入层结构,垒的厚度,生长方向,以及双色、四色的光耦合问题以及长波长探测如太赫兹探测器等。

半导体量子阱激光器有阈值电流小、线宽窄、功率高等优点,在光通讯等方面有着广泛的应用。埋入式异质结半导体激光器的核心激活层埋在覆盖层内。由于张力会形成缺陷、位错,增加非辐射复合的几率,所以本研究希望这两种材料是晶格匹配的。并且希望覆盖层的材料有较大的禁带宽度和较低的折射率,使载流子和光都限制在活动层内。量子阱级联激光器是一种多层量子阱结构,每一层结构包括一个注入区和一个激发区,激发区由多个耦合量子阱组成。激光器的光子产生依赖于电子能级在耦合量子阱中的台阶式分布,与通常激光器内电子空穴耦合产生光子的发光机理不同,在量子阱级联激光器中,电子在具有不同能级的量子阱间迁移过程中释放能量,产生光子。由于这样一种全新的激光机理,输出激光的线宽很窄。根据所要求的波长,进行量子设计后用MBE技术在几小时内就可以做出几万个激光器的样品。

如在II-VI族ZnCdSe/CdSe量子阱系统中,激子束缚能可高达40meV,超过了光学声子能量(31meV)。因此,在室温下,激子态仍很稳定,激子谱线仍很锐,量子阱的吸收表现出激子吸收的特征。图3给出了阱宽为2.5nm的ZnCdSe/CdSe量子阱在10K和300K的激子发光光谱,在室温下其发光峰仍具有激子发光的特征,图中左右两个箭头分别示出在两个温度下ZnCdSe体材料的禁带宽度位置[12,13]。

2.2 II-VI族化合物半导体量子点

半导体量子点在三个维度上的尺寸都与电子平均自由程相近,具有独特的分立能级体系,因此又被称为人造原子。与体材料相比,由于量子尺寸效应,量子点材料呈现出许多独特的优势,例如发光峰位受尺寸调控,发光效率明显增强,具备多激子效应等,以CdSe量子点为例:只需控制CdSe的粒径大小,就可以得到发光波长几乎覆盖整个可见光波段的荧光。在包覆更宽禁带的同族量子点如ZnS或CdS后,荧光效率可以提高到,且抗荧光衰退能力得到极大的增强。由于Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体量子点通常具有较高的激子束缚能和较小的激子半径等优点,被广泛研究。目前研究的II-VI族量子点有:MgS,MgSe,MgTe,CaS,CaSe,SrS,SrSe,SrTe,BaS,BaSe,BaTe,ZnS,ZnSe,ZnTe,CdS,CdSe,CdTe,HgS,HgSe,HgTe。量子点的制备方法:包括物理方法和化学方法两大类。物理方法包括蒸气冷凝法、气相沉积、溅射沉积、低温等离子法和机械粉碎等,这些可制得粒径易控的纳米粒子,但所需设备昂贵;化学方法主要有溶胶凝胶法、微乳法、LB膜法、泡囊法、化学沉淀法、酵解法、回流法、水热法等。

目前量子点的应用前景主要体现在生物标记,发光器件,太阳能电池和光电探测器等领域。在生物标记领域,1998年,Alivisatos [14]和Nie[15]研究小组同时分别在Science上发表了半导体量子点可以作为生物探针,与生物大分子相偶联应用于活细胞体系的论文,证明了半导体量子点可以是水溶性的,并且可以通过表面的活性基团与生物分子相偶联的问题,标志着半导体量子点应用于生物学研究的重大突破。Alivisatos等人[14]合成了CdSe/CdS核壳结构的半导体量子点,将其借助于静电引力、氢键作用以及特异性的配体-受体相互作用与生物分子相偶联,并且将其作为荧光探针标记小鼠的成纤维细胞,分别发射红色荧光和绿色荧光,证明半导体量子点与细胞具有高亲和力。半导体量子点越来越多地作为生物荧光探针用于细胞接受体和体内成像[14,15,16,17,18,19]。在这些应用中,与传统的有机染料相比较,量子点的高光学稳定性允许长时间的生物过程的跟踪。

在发光器件如LED和激光器领域,1994年,Colvin等[20]就意识到量子点作为一种优良的可见光发光纳米材料可以应用在固态照明和激光器上。量子点特别是未经包覆的量子点由于极大的表面体积比,不可避免地会产生表面缺陷态发光,因而荧光由较窄的本征发光峰与极宽的缺陷态发光峰组合而成。在紫外灯的照射下,CdSe和CdS量子点发白光[21]。2005年,Battaglia等发现CdSe/ZnS/CdSe核多壳结构量子点在ZnS势垒层足够厚时,能够实现CdSe内核与外层CdSe量子壳之间的退耦合,从而得到红外和青绿色双波段荧光。随后,Sapra等实现了CdSe/ZnS/CdSe/ZnS核多壳结构量子点在612nm与500nm处的发光,从而实现了单源互补二色白光[21,22]。2006年,Li等首次利用红(618nm)、绿(540nm)、蓝(490nm)三色CdSe/ZnS核壳量子点构成白光LED[23]。2007年,Anikeeva等利用CdSe/ZnS量子点发红光(620nm)、ZnSe/CdSe/ZnS量子点发绿光(540nm)、ZnCdS量子点发蓝光(440)nm,复合而成单层发光白光LED[24]。

量子点在太阳能电池研究领域也有重要应用,在20世纪90年代后期, 美国国家再生能源实验室Arthur Nozik认为,某些半导体材料的量子点,在被蓝光和紫外线等高能光子轰击时,能释放出两个以上的电子,即所谓的超电子效应。2004年,美国新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室的Victor Klimov通过实验,首次证明了诺基克的理论是正确的,2006年他发现PbSe的量子点被高能紫外线轰击时能使1个光子产生7个电子。类似结果也出现在PbS和PbTe量子点上,这个发现对于太阳能电池的研究无疑是非常重要的,理论上预计基于量子点技术的光伏装置的最高效率可以达到42%,远优于硅基电池的31%。然而目前,超电子效应还仅仅体现在孤立的量子点上,如何将光生电子传输至外部电路是个有待解决的关键问题。近年来基于CdSe量子点表面改性的纳米薄膜太阳能电池成为太阳能电池领域研究的一个热点[25]。

在光电探测器应用方面,量子阱红外探测器有一个缺点,就是红外光不能正入射,即不能从量子阱平面的垂直方向入射,这给探测器制作带来一定困难。而量子点红外探测器则不受这一限制,因为在量子点中电子在所有方向都受到限制,因此解除了量子阱结构器件中的选择定则的限制。因此II-VI族量子点在红外探测以及太赫兹探测器也存在着广泛的应用前景。

3 结束语

量子结构材料是一种人工设计、制造的新型半导体材料,代表着目前半导体科学技术发展的主流方向,在未来的纳电子学、光电子学、光子学和新一代VLSI以及光电集成、光集成等方面有极其重要的应用背景,可能引发新的技术革命。世界各发达国家都给予高度重视,目前,低维量子结构已成为整个半导体科学技术及相关学科范围中最活跃、投入最多、成果最丰、进展最快的领域之一。量子结构的材料与器件包蕴着极其丰富的研究内容,利用量子结构的材料与器件可能制出三维光子晶体天线、光子晶体二极管, 无损耗光波导、光开关、无阑值激光器、光放大器等的新一代纳米光子器件,基于纳米单光子发射和探测器的量子通讯,通过控制量子结构中的电子自旋可以自旋量子器件,利用超导量子点库柏对的宏观相干性和库仑阻塞效应可以实现量子比特;利用自旋在磁场中的相干拉莫进动(或者更广义地利用量子相干拍频)可以制成超高速以上的脉冲激光光源等。总之,量子结构的材料与器件领域正酝酿着一场新的技术革命。

篇4：浅谈半导体材料的发展现状

【关键词】半导体材料；发展；现状

半导体材料这一概念第一次被提出是在二十世纪，被维斯和他的伙伴考尼白格首次提及并使用，半导体材料从那时起便不断的进步发展，伴随着现代化的生活方式对一些数字产品的应用需求，社会对半导体材料推出了更高的要求，这使得半导体材料得到了飞跃性的发展【1】。本篇论文就半导体材料的概念性理解，半导体材料的历史性发展，新一代半导体材料的举例以及发展应用现状等方面展开了基本论述，谈论我国在半导体材料这一领域的应用与发展的实际情形。

1.对半导体材料的概念性理解

对半导体材料的理解不能脱离当今二十一世纪这个有着高需求和高速度特点的时代，这个时代同时也是崇尚环保观念，倡导能源节约的时代，因此新的信息时代下半导体的发展要脱离以往传统的发展模式，向新的目标迈进。

首先，我们要了解什么是半导体材料，这将为接下来的论述打下概念性的基础。众所周知，气体，液体，固体等状态都可称之为物质的存在状态，还有一些绝缘体，绝缘体是指导热性或者导电性较差的物质，比如陶瓷和琥珀，通常把鐵，银，金，铜等导热性和导电性较好的一类物质成为导体，所以顾名思义，半导体既不属于绝缘体，也不属于导体，它是介于导体和绝缘体性质之间的一种物质【2】。半导体没有导体和绝缘体发现的时间早，大约在二十世纪三十年代左右才被发现，这也是由于技术原因，因为鉴定物质的导热性和导电性的技术到了一定的时期才得到发展，而且对半导体材料的鉴定需要利用到提纯技术，因此，当对物质材料的提纯技术得到升级到一定水平之后，半导体的存在才真正意义上在学术界和社会上被认可。

2.半导体材料的历史发展及早期应用

对半导体材料的现代化研究离不开对这一材料领域的历史性探究，只有知道半导体材料是怎样，如何从什么样的情形下发展至今的，才能对当今现代半导体材料形成完整的认识体系。对半导体材料的接触雏形是先认识到了半导体材料的四个特性。论文接下来将会具体介绍，并对半导体材料早期应用做出详细解释。

2.1半导体材料发现之初的特性

半导体材料第一个被发现的特性，在一般的情况之下，金属材料的电阻都是随着温度的升高而增加的，但是巴拉迪，这位英国的科学研究学者发现硫化银这一物质的电阻随着温度的升高出现了降低的情况，这就是对半导体材料特性的首次探索，也是第一个特性。

半导体材料的第二个特性是由贝克莱尔，一位伟大的法国科学技术研究者发现的，他发现电解质和半导体接触之后形成的结会在施加光照条件之下产生一个电压，这是后来人们熟知的光生伏特效应的前身，也是半导体材料最初被发现的第二个特性。

半导体材料的第三个特性是由德国的科学研究学者布劳恩发现的，他发现一些硫化物的电导和所加电场的方向有着紧密的联系，也就是说某些硫化物的导电是有方向性的，如果在两端同时施加正向的电压，就能够互相导通，如果极性倒置就不能实现这一过程，这也就是我们现在知道的整流效应，也是半导体材料的第三个特性。

半导体材料的第四个特性是由英国的史密斯提出的，硒晶体材料在光照环境下电导会增加，这被称作光电导效应，也是半导体材料在早期被发现的第四个特性【3】。

2.2半导体材料在早期的应用情况

半导体材料在早期被应用在一些检测性质的设备上，比如由于半导体材料的整流效应，半导体材料被应用在检波器领域。除此之外，大家熟知的光伏电池也应用了早期的半导体材料，还有一些红外探测仪器，总之，早期被发现的半导体材料的四个重要的特性都被应用在了社会中的各个领域，半导体材料得到初步的发展。

直到晶体管的发明，使得半导体材料在应用领域被提升到一个新的高度，不再仅仅是应用在简单的检测性质的设备中或者是电池上，晶体管的发明引起了电子工业革命，在当今来看，晶体管的发明并不仅仅只是带来了这一电子革命，最大的贡献在于它改变着我们的生活方式，细数我们现在使用的各种电器产品，都是有晶体管参与的。因此晶体管的发明在半导体材料的早期应用发展上有着举足轻重的位置，同时也为今后半导体材料的深入发展做足了准备，具有里程碑式的意义与贡献【4】。

3.现代半导体材料的发展情况

以上论文简单的介绍了半导体材料以及其早期的发现与应用，接下来就要具体探讨第三代半导体材料这一新时代背景下的产物。第三代半导体材料是在第一和第二代半导体材料的发展基础之上衍生出的更加适应时代要求和社会需要的微电子技术产物。本篇论文接下来将介绍我国半导体材料领域的发展情况，并介绍一些新型的半导体材料的应用与发展情况。

3.1我国半导体材料领域的发展情形

半导体材料的发展属于微电子行业，针对我国的国情和社会现状，我国微电子行业的发展不能急于求成，这将会是一个很复杂的过程，也必定是一个长期性的工程。从现在半导体材料发展的情况来看，想要使半导体材料更加满足受众的需求，关键要在技术层面上寻求突破。我国大陆目前拥有的有关半导体材料的技术，比如IC技术还只能达到0.5微米，6英寸的程度，相较于国际上的先进水平还有较大的差距。

虽然我国目前在半导体材料领域的发展水平与国际先进水平存在着较大的差距，但是这也同时意味着我国在半导体材料领域有着更大的发展空间和更好的前景，而且当今不论是国内环境还是国际环境，又或者是政治环境影响下的我国的综合性发展方面而言，对中国微电子行业半导体领域的发展还是十分有利的，相信我国在半导体材料这一领域一定会在未来有长足的发展。

3.2新型半导体材料的发展介绍

前文提到，第三代半导体材料如今已经成为半导体材料领域的主要发展潮流，论文接下来将会选取几种关键的三代半导体材料展开论述。

第一种是碳化硅材料。它属于一种硅基化合物半导体材料，这一类材料的优越性体现在其较其他种类半导体材料有着更强的热导性能。因此被应用在广泛的领域，比如军工领域，，也会被应用在太阳能电池，卫星通信等领域。

第二种是氧化锌材料。氧化锌材料被广泛的应用到了传感器和光学材料领域中，这是因为它具备一些关键性的特性，集成度高，灵敏度高，响应速度快等，这些特征恰恰是传感等应用范围广泛的领域中所看中的关键点，不仅如此，氧化锌半导体材料不仅性能好，而且这类材料的原料丰富，所以价格低廉，还具有较好的环保性能【5】。

4.结语

近年来，半导体照明产业得到了飞跃式的发展，被越来越广泛的应用到人们的日常生活中，而支撑这一产业的核心材料正是以碳化硅等半导体材料为主的某些微电子材料，半导体材料利用下的各项技术已经在全球范围内占领者新的战略高地。我国半导体材料领域虽然起步晚，发展水平较国际水平有差距，但是前景光明，尤其是第三代半导体材料的出现和应用，在人们的生活中有着更加广泛和有建设性的应用，改变着人们的生活方式，不断推动着半导体材料的发展。

参考文献：

[1]甘倩.浅谈LED路灯在城市道路照明中的应用[J].建筑工程技术与设计，2014，（12）：477-477.

[2]黄裕贤.浅谈157nm激光微加工工艺及自动化编程[J].科学与财富，2015，（7）：560-560.

[3]胡凤霞.浅谈半导体材料的性能与应用前景[J].新教育时代电子杂志（教师版），2016，（13）：267.

[4]张利学，孙维国，吕衍秋等.InAs/GaSbⅡ类超晶格材料台面腐蚀[J].红外与毫米波学报，2014，33（5）：472-476.

篇5：半导体材料的发展现状与趋势

2013-2018年中国半导体照明（LED）产业发展趋势及投资战略研究报告

【 目 录 】

第一章 2010-2012年半导体照明（LED）产业基础 第一节 2010-2012年半导体照明产业 一 行业研究范围界定 二 LED行业发展历程 三 LED产业链条分析 四 LED产品制作流程 五 LED产业生命周期 六 LED国民经济地位 第二节 LED外延片 一 外延片生长基本原理 二 外延片工艺流程 三 LED外延衬底材料 四 外延片技术发展趋势 第三节 LED芯片 一 LED芯片 二 制造工艺简介 第四节 LED封装 一 LED封装 二 LED封装技术

第二章 2010-2012年全球半导体照明（LED）市场 第一节

2010-2012年全球LED市场规模 一 2010年iSuppli市场预测 二 2010年PIDA市场预测

第二节 2010-2012年全球LED产业 一 2009-2014年LED市场规模 二 2010-2012年LED产业结构 三 2010-2012年LED应用领域 四 2010-2012年全球市场竞争特点 第三节 2010-2012年高亮度LED市场 一 2008-2012年市场规模分析 二 2008-2012年应用领域分析 三 LED普通照明市场规模预测

第四节 2010-2012年各国LED产业模式 一 日本产业发展模式分析 二 美国产业发展模式分析 三 韩国产业发展模式分析

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第五节 2010-2012年各国产业发展政策 一 美国相关产业政策概述 二 日本相关产业政策概述 三 韩国相关产业政策概述

第六节 2010-2012年日本LED产业 一 日本LED产业链结构 二 日本LED上游企业分析 三 日本LED中下游企业分析

第七节 2010-2012年台湾LED产业 一 台湾LED产业竞争格局 二 台湾LED上游企业分析 三 台湾LED中游企业分析 四 台湾LED下游企业分析

第三章 2010-2012年全球LED领先企业竞争力 第一节 2010-2012年Cree 一 企业概况 二 技术竞争力

三 2010-2012年研发新品 四 2010-2012年运营分析 五 2010-2012年中国市场布局 第二节 欧司朗 一 企业概况 二 技术竞争力

三 2010-2012年全球市场 四 2010-2012年中国市场布局 第三节 2010-2012年Philips 一 企业概况 二 技术竞争力

三 2010-2012年全球市场 四 2010-2012年中国市场布局 第四节 2010-2012年Nichia 一 企业概况 二 技术竞争力

三 2010-2012年全球市场 四 2010-2012年中国市场布局

第五节 2010-2012年Seoul Semiconductor 一 企业概况 二 技术竞争力

三 2010-2012年全球市场

第六节 2010-2012年全球MOCVD厂商分析 一 美国VEECO 二 德国AIXTRON

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第四章 2010-2012年中国半导体照明（LED）市场 第一节 2010-2012年市场分析

一 2010-2012年国内MOCVD拥有量 二 2010-2012年芯片产值增长率 三 2010-2012年LED封装产值 四 2010-2012年应用产品产值 五 国内LED技术研发进展 第二节 LED行业上游制约下游 一 上下游供求失衡 二 上下游不均衡 三 上下游投资策略 四 上游:技术制胜 五 中游:台企领跑

六 下游:传统巨头有优势

第三节 2010-2012年LED政策 一 宏观经济政策

二 LED产业政策规划

三 其他相关政策对行业影响

第四节 2010年LED产业预测分析

第五章 2010-2012年中国LED市场竞争及投资 第一节 2010-2012年国内LED市场格局 一 中国LED产业链格局分析 二 中国LED产业区域格局 三 中国中上游市场格局 四 封装企业市场格局

第二节 2010-2012年国内LED外资布局 一 2010-2012年美欧日企业国内布局 二 2010-2012年台湾企业国内布局

第三节 2010-2012年国内LED投资项目 第六章 2010-2012年国内LED应用市场分析 第一节 LED应用市场分析 一 手机背光源 二 商用照明市场 三 汽车光源 四 LED背光源

第二节 超高亮度LED市场 一 汽车信号指示 二 交通信号指示 三 大屏幕显示 四 固体照明灯

第三节 热点-LED车灯市场 一 车用市场的不利因素

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二 LED光源的车用优势 第四节 热点-LED路灯市场 一 LED路灯

二 LED路灯应用比例

三 全球LED路灯市场规模 四 国内LED路灯市场规模 第五节 奥运及世博会应用 一 奥运LED应用 二 上海世博会应用

第七章 2010-2012年中国半导体照明基地调研 第一节 深圳基地调研 一 基地产业规模 二 产业链发展策略 三 基地面临问题 四 基地发展目标 第二节 上海基地调研 一 基地产业规模 二 地研发能力分析 三 基地产业动态 四 产业规划 五 基地发展思路 第三节 厦门基地调研 一 基地产业规模 二 基地产业动态 三 基地工作思路 四 基地产业规划 第四节 大连基地调研 一 基地产业概况 二 基地工作动态 三 基地发展思路 第五节 南昌基地调研 一 基地产业概况 二 基地工作思路

第六节 石家庄基地调研 一 基地概况

二 基地研发及产能 三 基地发展思路 四 基地产业规划 第七节 扬州基地调研 一 基地产业规模 二 产业链情况 三 基地研发分析

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四 基地政策分析 五 产业发展战略

第八章 2010-2012年半导体照明产业技术分析 第一节 国外半导体照明技术 一 全球主要国家产业技术路线 二 国外主要厂家及技术优势 第二节 国内技术走势 一 国内技术水平

二 技术最新动态及发展路线 第三节 中国半导体照明技术现状 一 基础研究开发方面 二 国内半导体设备方面 三 外延片和芯片方面 四 封装方面

五 LED封装的配套材料方面 第四节 LED专利竞争及未来趋势 一 国内外专利现状 二 半导体照明专利形势

三 中国利用专利制度方面存在的问题 四 半导体照明专利战略应务实

五 LED专利最新态势及我国应对策略分析

第九章 2010-2012年国内半导体照明（LED）企业 第一节 联创光电 一 企业概况

二 2008-2012年企业经营 三 2008-2012年LED竞争力 第二节 方大集团 一 企业概况

二 2008-2012年企业经营 三 2008-2012年LED竞争力 第三节 福日电子 一 企业概况

二 2008-2012年企业经营 三 2008-2012年LED竞争力 第四节 士兰微 一 企业概况

二 2008-2012年企业经营 三 2008-2012年LED竞争力 第五节 同方股份 一 企业概况

二 2008-2012年企业经营 三 2008-2012年LED竞争力

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第六节 九洲电器 一 企业概况

二 2008-2012年LED竞争力 第七节 厦门三安 一 企业概况

二 2008-2012年企业经营 三 2008-2012年LED竞争力 第八节 真明丽控股 一 企业概况

二 2008-2012年企业经营 三 2008-2012年LED竞争力 第九节 德豪润达 一 企业概况

二 2008-2012年企业经营 三 2008-2012年LED竞争力 第十节 大族激光 一 企业概况

二 2008-2012年企业经营 三 2008-2012年LED竞争力

第十章 2009-2015年国内半导体照明（LED）产业投资 第一节 2010-2012年资本市场 第二节 产业投资模式分析 一 自行投资建设 二 合作投资 三 收购模式 四 参股现有企业

第三节 国内主要投资机会 一 新技术发展带来的机遇 二 市场发掘和把握 三 国内产业格局调整 四 台湾产业转移

第四节 中国半导体照明产业投资现状 一 产业链投资特点分析

二 中国LED产业投资态势分析

第五节 未来投资潜在市场吸引力分析 一 白光大功率LED光源 二 半导体路灯

三 大尺寸LED背光源。

四 LED灯具及太阳能半导体照明产品 第六节 半导体照明产业投资风险分析 一 核心专利制约 二 技术风险

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三 下游竞争风险

图表 1 LED的产业链图 图表 2

LED制造工艺流程 图表 3 发光二级管的构造图 图表 4

LED主要产品分类图 图表 5

LED分类及其应用领域

图表 6 GAN系LED的应用领域与最终产品 图表 7

LED发光效率与应用领域拓展趋势 图表 8 LED的产业链图 图表 9

LED制造工艺流程

图表 10

中国半导体照明市场生命周期分析图

图表 11 2005－2008年全球LED市场规模增长趋势变化图 图表 12 全球LED市场份额分布一览表

单位：亿美元 图表 13

2008年全球LED应用领域比重

图表 14 全球LED生产企业标志及简介一览表 图表 15

全球LED产业链分布一览表

图表 16

国际五大LED厂商产业化和应用情况一览表 图表 17

全球LED主要厂商业务及合作关系一览表

图表 18 2001－2009年全球高亮度LED市场规模变化趋势图

单位：百万美元 图表 19 2006年全球高亮度LED应用结构图

图表 20 2001－2006年高亮度LED市场（不含手机应用）增长变化图

单位：百万美元 图表 22

LED应用发展趋势图

图表 23

2006－2011年LED普通照明市场规模预测图

单位：百万美元 图表 24 2002－2006年西铁城电子净销售额，营业收入，纯收入一览表 图表 25 东芝公司基础数据一览表

图表 26 2005年东芝各业务部门的净销售比率图(单位:10亿日元/百万美元)图表 27 鼎元基本资料一览表 图表 28 佰鸿发展历程一览表

图表 29 2002-2008年台湾LED产值变化趋势图

图表 30 台湾LED制造厂商及目标市场一览表（按拼音首字母排列）

图表 31

十五”攻关项目课题设置项目期限：2003年10月---2006年1月 图表 32

2006年中国主要LED厂商投资情况一览表 图表 33

中国半导体产业四大区域代表企业一览表 图表 34 中国半导体照明产业基地企业及产品一览表

图表 35 国内己实现销售芯片或具备生产条件的制造公司一览表 图表 36 2005-2009年手机LED应用情况 图表 37 汽车LED应用

图表 38 2008年中国LED应用市场规模预测

图表 39 2002-2010年中国高亮度LED市场预测

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图表 40 各种不同光源的发光效率比较图

图表 41 各种不同光源产品平均寿命比较（万小时）图表 42 各种不同光源在路灯中占的市场份额比例图 图表 43 全球主要国家路灯市场占照明市场份额对比图 图表 44

全球 LED 路灯市场需求增长情况预测

图表 45 全球 LED 路灯市场占整个 LED 市场的份额变化趋势情况 图表 46 上海半导体照明产业布局

图表 47 美国半导体照明发展蓝图

图表 48

国内外功率型白光LED技术指标对比（2007年12月）图表 49 国内GAN基LED芯片主要指标

图表 50 国内己实现销售芯片或具备生产条件的制造公司 图表 51 全球主要国家LED专利情况一览表 图表 52 主要 LED 厂商专利授权及纠纷状况图

图表 53 2006-2009年江西联创光电科技股份有限公司财务运行一览表 图表 54 2009年江西联创光电科技股份有限公司主营业务一览表 图表 55 2008年江西联创光电科技股份有限公司主营业务一览表 图表 56 2007年江西联创光电科技股份有限公司主营业务一览表 图表 57 江西联创光电科技股份有限公司LED竞争图 图表 58 2005-2012年方大财务运行一览表 图表 59 2009年方大主营业务运行一览表 图表 60 2008年方大主营业务运行一览表 图表 61 2007年方大主营业务运行一览表

图表 62

2005-2012年福日电子财务运行一览表 图表 63 2007年福日电子主营业务分析一览表 图表 64 2008年福日电子主营业务分析一览表 图表 65 2009年福日电子主营业务分析一览表 图表 66 2005-2012年士兰微财务运行一览表 图表 67 2007年士兰微主营业务分析一览表 图表 68 2008年士兰微主营业务分析一览表 图表 69 2009年士兰微主营业务分析一览表 图表 70 2005-2012年同方股份财务运行一览表 图表 71 2009年同方股份主营业务运行一览表 图表 72 2008年同方股份主营业务运行一览表 图表 73 2007年同方股份主营业务运行一览表 图表 74 2008年三安电子财务运行一览表

图表 75 2009年三安电子主营业务盈利能力一览表 图表 76 2008年三安电子主营业务盈利能力一览表 图表 77

LED中上游厂商在大陆投资状况 图表 78

LED下游厂商在大陆投资状况 图表 79 LED产业链投资规模估算一览表 图表 80

2006年中国LED厂商投资一览表 图表 81 半导体产业链上下游投资特性图

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图表 82

LED产业链上游投资规模估算一览表 图表 83 LED产业链投资中游规模估算一览表 图表 84

LED产业链投资规模估算一览表

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篇6：半导体发光材料的总结与进展

杨建新

半导体发光材料——LED灯的应用

简介：半导体材料和器件是本世纪六十年代末开始发展起来的半导体技术中的一个分支，所用的材料主要是Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体。由于用此材料制成的发光器件可广泛地用于信息显示、光纤通信灯方面，因此在材料制备方法、性能检测以及器件工艺改进等领域的研究和开发工作的发展也甚为迅速。国内外均已发展成新兴产业，国内年产的发光二极管数量也已达十亿余只。

近期由国家半导体照明工程研发及产业联盟(CSA)、中国国际光电博览会共同主办的首届第三代半导体材料及应用发展国际研讨会于2013年9月5日在深圳成功召开，来自中科院半导体研究所、南京大学、北京大学、科锐公司、西安电子科技大学等研究机构以及企业的近百名人士参加了此次会议。与会人员各自谈了半导体的发展前景，这说明半导体材料照明对于人类的发展起的作用越来越来重要。半导体照明作为一项重要内容列入到七大战略新兴产业之一的节能环保产业之中，今年正是“国家半导体照明工程”启动十周年，也是产业发展关键时期的转折之年。总结过去展望未来，一路走来的十年半导体照明产业披荆斩棘，创造了诸多成绩同样遇到了一些问题;未来十年，我们将怎样面对?又会给其他新兴产业有哪些关键性借鉴?正如日前国际半导体照明联盟(ISA)主席、国家半导体照明工程研发及产业联盟(CSA)秘书长吴玲接受中国半导体照明网专访时所言，“今年是国家半导体照明工程启动的第十年，作为首个连续参与国家科技计划管理的行业组织机构，我们欣喜的看到LED的产业技术已经取得长足发展，产业未来发展的前景越来越明晰。但LED是一个新兴产业，如果说一个战略性新兴产业的培育期是二十年的话，LED产业现在才刚刚过半，产业进入相对成熟的阶段至少还需要十年以上的时间。而对于一个战略新兴产业来说，恰恰是这个转折时期，蕴藏的挑战最大”。

图一 城市灿烂的led灯

LED在室内照明的应用及前景 1.应用的原则及方向。

室内照明不同于夜景照明，更强调照明的功能；相对道路照明说，则是一个更为广阔的空间，不同的使用场所，不同的功能，不同的大小场所，不同的装饰美观要求，决定了室内照明灯具品种繁多，配光类型各异，当前成百上千企业拥向路灯的局面，应该开阔视野，更换思维，走进室内这个更宽广的天地。进室内，先做什么，从哪些领域突破，建议考虑以下原则和方向。(1)首先应符合《建筑照明设计标准》的规定，包括照度、均匀度、眩光、显色指数要求和相宜的色温，以达到良好的视觉条件和LPD限值规定。(2)应选择场所，试点应用，逐步扩展，循序渐进，总结经验，不断改进，切忌不顾对象，不分析条件，大面积推广。应寻找更能发挥自身优势的场所作为切入点。(3)突出节能：当前首先目标是去取代低效的白炽灯，更能发挥优势；第二个目标是取代卤素灯；第三是力求逐步代替紧凑型荧光灯。

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杨建新

特别注意：并非LED都节能，应该是在达到相同照度水平、接近的照明质量条件下进行比较；从这点分析，目前不应以LED去代替高效的三基色直管荧光灯。(4)发挥LED彩色光的优势，在室内用于需要更高装饰要求，或作为景观、标志灯等用途。(5)发挥LED快速起动、方便调光的优势，优先用在要求声、光自控和需要调光或频繁开关灯等场所。(6)利用LED定向发光的特点，应用于需要定向照明的部位，如射灯、筒灯等。

2.适宜应用的场所

按上述原则，以下场所适宜应用或试用。

(1)住宅或类似场所的楼梯间、走道装设节能自熄开关的灯，几乎都用白炽灯，最适宜用LED代替，节能效果好，虽只是一个“小灯’’，但数量大，全国估计过亿支，其节能效益可观企业经济效益显著。(2)疏散照明灯、疏散标志灯，以及其他标志灯，还有部分备用照明灯(当正常照明采用HID灯时)，适宜用LED。(3)用LED代替PAR38(采用反射型白炽灯)这5类灯，是十分合适的；进一步研究代替MRl6、MR25(采用卤素灯)一类射灯；这些应要求LED有更高显色指数(Ra)和具有暖色表(<3300K)。(4)应用于商场作重点照明的射灯，博展馆类建筑的射灯，以及公共建筑的筒、射灯等。(5)宾馆使用白炽灯和卤素灯较多，是应用LED灯的适宜场所，可以应用来取代白炽灯、卤素灯的有：客房需调光的床头灯、床头顶上阅读灯、夜灯、衣柜灯、吧台灯、开门灯、进门过道灯，以及卫生间洗浴灯等。(6)局部照明灯，采用安全特低电压(SELv)的检修灯。(7)视觉条件要求不太高的一般建筑的辅助场所，如走道、卫生间，一般用途的库房，风机、水泵房等。

3.LED在室内的应用前景

图二 室内绚烂的led灯

LED仍在不断发展之中．室内照明空间广阔，未来应用前景是光明的。但是要有更大前进和相应的研究、探索工作，为应用创造条件。(1)进步提高光效和显色性，研究多种更适应的色温。(2)把半导体学科和照明学科更有机结合，深入研究适合LED特点的灯具形式和灯具配光系统。(3)进一步降低成本。期望在5年～10年时间。LED在室内功能照明领域能更大范围推广应用。在关注LED发展、应用的同时，还应该注意到另一种固体光源——有机半导体发光二极管(OLED)也在悄然崛起，已丌始显示更多的优势，或许在未来若干年成为现有光源以及LED的强有力竞争者，需要找们更多的关注。

我国现阶段LED的应用市场主要在建筑照明、室内外显示屏，因此，下一波的主力可能还是目前这些市场。但在手机、小尺寸液晶背光、汽车的渗透力度会加大，另外一些零散市场如特种照明的开拓也会更大(特种照明对成本的要求没有通用照明那么苛刻)。经过前几年的替换，LED交通指示灯已经非常普遍，由于LED的使用寿命较长，短期内很难再出现大规模的替换工作，这就使得交通指示灯对于LED的需求将出现一段低潮期；国内轿车市场庞大，但要求较高，认证周期长，只要有过硬的产品质量，国内车用背光及车灯的LED市场需求非常大，而且这一市场的需求增长比较稳定；而LED显示屏以其易拼装、低功耗、高亮度等优

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杨建新

点已经广泛应用到银行、证券、广场、车站、体育场馆中，未来这一市场仍有很大增长潜力；在奥运会、世博会、一些城市夜景工程示范效应的带动以及国家半导体照明工程等众多有利因素的促进下，建筑照明市场依然前景广阔。专业研究机构Next Gen Research指出，201 1年我国LED产值已超过1 500亿元人民币，2010年全球新增的100多万盏LED路灯，将有一半来自中国。

图三 新型led灯示意图

基于以下几点，我国LED产业在国内有良好的发展前景。(1)就技术而言，LED具有技术成长瓶颈高，学习门坎低等特性，国内在半导体领域长期积累的研究资源都可以用得上，具备较好的研究基础。尽管国内集成电路制造基础比较薄弱，工艺水平比较低，但大陆一些企业通过聘请海外技术人员加盟，在技术上不断取得突破，大陆好的企业技术水平已经与台湾地区大厂的技术水平相差不大，与国际大厂的整体差距也在不断拉近。(2)LED的投资额比较小，初始投资1亿就可建厂，国内企业进入门槛低，容易实现滚动发展，这与集成电路制造及液晶面板制造动辄几十亿到上百亿人民币的投资而言显得“微不足道”，国内企业容易进入形成产业集群，当然，也可能造成恶性竞争，发展到一定阶段需要市场整合(3)国内市场巨大，LED未来主要市场是通用照明市场，市场容量大，终端消费市场比较分散，不易形成垄断，国内企业生存空间广阔。(4)国内一些企业拥有核心知识产权，如晶能光电的硅衬底氮化镓蓝光项目，大连路美的芯片领域核心技术，都具有全球竞争力，这些企业在技术发展上容易形成示范效应，促进国内企业市场健康成长。(5)技术成熟后，LED下游封装和器件生产属于劳动密集型，国内具备劳动力成本优势。小结

LED节能环保寿命长，随着LED技术水平的不断提升，高功率、高亮度、小尺寸LED灯的不断出现，LED灯具在各照明领域的应用必然会普及，LED灯具必定会深入到人们的日常室内照明、生活、交通之中。参考文献: 1.关于《半导体照明中国梦》的简介 2.LED灯应用及展望，期刊，宋冬灵

3.半导体LED照明光源技术的进展及前景，期刊论文[2006.12],中国半导体网 4.刘鹏,LED将引领照明“时尚”[期刊论文]-科技致富向导2011(5)5.国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定，2013.09.18，中国政府网 6.半导体的原理，百度百科

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