锗及化合物半导体晶体材料作为现代电子技术的核心基础，其应用领域发展呈现多元化、高端化趋势，在新能源、通信、光电子等领域的驱动下，市场将持续增长。当前，化合物半导体正从“技术追赶”转向“局部领先”，在技术快速迭代的背景下，材料制备、工艺优化和成本控制等环节仍面临严峻挑战，技术突破和国产化替代进程仍备受关注。
论坛现场
9月26-28日，“2025新一代半导体晶体材料技术及应用大会”于昆明召开。本次会议在第三代半导体产业技术创新战略联盟（CASA）、中关村半导体照明工程研发及产业联盟（CSA）指导下，由云南临沧鑫圆锗业股份有限公司、极智半导体产业网、半导体照明网、第三代半导体产业主办。云南鑫耀半导体材料有限公司、北京麦肯桥新材料生产力促进中心有限公司承办。
其中，“锗及化合物半导体晶体材料”分论坛围绕锗、氮化镓、碳化硅衬底外延、材料制备、工艺优化等主题，来自产业链相关专家、高校科研院所及知名企业二十余位代表共同深入探讨，追踪最新进展。南京大学教授谢自力，南京大学教授修向前，中国电子科技集团首席专家、中国电子科技集团公司第十八研究所副总工程师孙强，甬江实验室副研究员陈荔，中国电子科技集团公司首席专家、第十三研究所研究员孙聂枫共同主持了该分论坛。
磷化铟是光电子产业“隐形基石”，发展备受关注。中国电子科技集团公司首席专家、第十三研究所研究员孙聂枫做了“高质量、大尺寸磷化铟单晶制备技术及应用”的主题报告，分享了最新研究进展。
云南大学副研究员、云南临沧鑫圆锗业股份有限公司科技副总经理杨杰做了“Ⅲ-V族和IV族半导体晶片及其外延材料的缺陷溯源分析”的主题报告，分享了相关研究成果。研究围绕III-V族（GaAs、InP）和IV族（Ge）半导体晶片及其外延材料的缺陷展开溯源分析，指导晶体生长和晶片加工工艺的优化，寻找晶片质量与外延生长工艺的匹配关系。讨论了Ge晶片质量与外延缺陷的关联。通过对这些缺陷的深入研究，提高了产品良率，降低了研发和生产成本，为同类型缺陷问题的解决提供了借鉴。
北方华创微电子化合物外延部门负责人杨牧龙做了“化合物半导体外延设备及工艺解决方案”的主题报告，报告通过介绍以GaAs、InP、GaN、SiC等材料为代表的化合物半导体产业的主要工艺流程，提出CVD外延设备是化合物半导体器件所需要使用的核心关键设备。通过权威机构的调研数据，展示了化合物半导体外延设备的国产化现状、主要技术难点和常用技术路线。以关键技术难点作为切入，提出了外延设备开发所需要具备的技术基础。
南京大学教授修向前做了“氮化镓衬底生长工艺及设备技术研究”的主题报告，系统介绍了卤化物气相外延（HVPE）制备高质量GaN衬底的关键技术及发展趋势。
山东大学讲师曹文豪做了“大尺寸氮化镓和氮化铝晶体生长研究新进展”的主题报告。山东大学在大尺寸、高质量GaN单晶生长技术方面提出了创新性解决方案，并取得了显著进展。同时，课题组在另一种超宽禁带半导体材料——AlN单晶衬底的制备方面，近期于晶体尺寸与质量上也实现了重要突破。报告重点介绍了三方面内容：采用氢化物气相外延（HVPE）方法生长GaN晶体的最新进展、物理气相传输（PVT）方法生长AlN晶体的新突破，以及山东大学在大尺寸AlN单晶生长方面的最新研究成果。
河北同光半导体股份有限公司副总经理王巍做了“挑战与机遇并存--碳化硅材料市场发展现状及展望”的主题报告，探讨了碳化硅（SiC）衬底在半导体产业中的应用及其面临的挑战。涉及SiC衬底的制备技术，并讨论这些技术在规模化生产中遇到的成本、质量和一致性问题。SiC衬底在电动汽车、可再生能源和5G通信等领域的应用进展，以及这些应用如何推动SiC衬底技术的创新和产业化。并评估了当前SiC衬底市场的竞争格局，以及未来几年内可能影响行业发展的关键因素，提出对SiC衬底产业化进程的展望，包括技术创新、成本降低策略和潜在的市场机遇。
浙江大学杭州国际科创中心百人计划研究员韩学峰做了“PVT法生长4H-SiC晶体的缺陷形成与掺杂机理研究”的主题报告，分享了最新研究成果，研究进一步揭示了电学性质的空间分布规律：p型和n型碳化硅在轴向与径向上表现出截然相反的电阻率分布趋势。此外，研究还发现过小的径向温度梯度极易诱发多型夹杂现象。研究深入分析了生长界面温度、C/Si比和氮掺杂量随晶体生长的动态演化规律，并综合考虑了坩埚内气体交换过程与腐蚀反应的影响，阐明了这些因素对晶体生长速率、温度场分布、C/Si比及氮气浓度分布的调控机制。计算结果与实验观测一致，基于此提出了PVT生长过程中氮掺杂效率的估算值。
山东大学教授, 南砂晶圆技术总监杨祥龙做了“8/12英寸碳化硅单晶衬底材料的研究进展”的主题报告，自SiC行业逐步踏入8英寸时代后，业界探索的脚步并未停歇，12英寸衬底的开发成为国内外SiC衬底厂商新的竞争焦点，可喜的是国内研究机构及企业已在研发端迈出重要步伐。报告主要介绍广州南砂晶圆半导体技术有限公司联合山东大学近期大尺寸SiC单晶衬底的研究进展。
连城数控半导体装备事业部、连科半导体有限公司总经理胡动力做了“8/12吋碳化硅长晶炉技术进展及发展方向”的主题报告，以8/12 吋碳化硅生长设备技术进展及存在的问题为核心议题，聚焦碳化硅 12 吋晶体生长热场设计这一关键技术节点，系统解析热场温度梯度控制、界面稳定性维持等核心难点，并结合企业技术研发实践，提出兼具可行性与前瞻性的热场优化技术方案，为行业破解大尺寸碳化硅晶体生长技术瓶颈提供专业参考。
云南临沧鑫圆锗业股份有限公司COO包世涛做了“中国锗产业发展现状与高质量发展路径展望”的主题报告，系统梳理了我国锗产业的整体格局，包括资源禀赋，技术进展等。同时，深入分析了产业当前面临的挑战，探讨产业高质量发展路径，包括强化资源循环体系建设、突破关键工艺瓶颈、推动产业链上下游协同创新、拓展在量子通信、太赫兹器件等新兴领域的应用，为行业同仁提供趋势参考与实践方向。
碲化锗基材料的研究为高效热电转换技术提供了重要基础，昆明理工大学教授，金属先进凝固成形和装备技术国家地方联合工程研究中心副主任葛振华做了“碲化锗基热电材料研究进展”的主题报告，分享了相关研究进展。
赛迪研究院集成电路研究所分立器件与化合物半导体研究室主任解楠做了“氮化铝宽禁带材料发展现状及技术演进趋势研究”的主题报告，报告指出，全球半导体产业正呈现三个显著特点：一是人工智能快速发展进一步加速集成电路多维度“分化”，包括工艺制程代际的分化、系统集成能力的分化、创新架构的分化已经配套能力的分化。二是集成电路技术发展面临“存储墙”、“面积墙”、“功耗墙”和“功能墙”四重制约。三是先进工艺、先进封装、先进材料和架构创新呈现互补、替代态势。因此，后摩尔时代对技术的需求和丰富度更高，宽禁带半导体材料将会大有可为。自2011年起，美国在《瓦森纳协议》中明确：各种尺寸的AlN单晶及外延材料对华禁运，高质量AlN成为掣肘我国技术和产业发展的关键要素。
甬江实验室副研究员陈荔做了“氮化铝半极性面外延调控及其在深紫外LED中的应用”的主题报告，当前紫外LED存在外量子效率和电光转换效率随发光波长变短而急剧下降的问题，导致该问题的原因涉及外延晶体质量、自发极化和压电极化、p型和n型掺杂、发光极化变化等方面。进一步提升载流子辐射复合抑制非辐射复合是提升深紫外LED发光效率的关键之一。半极性面量子阱能够通过改变量子阱与p轨道之间的角度关系，提升载流子限域及辐射复合发光的提取。研究开展了氮化铝半极性面晶面调控及缺陷控制的研究，获得了内量子效率最高可达93.9 %的半极性量子阱结构，为进一步提升深紫外LED光电性能提供了新途径。
昆明云锗高新技术有限公司总经理李宝学做了“大尺寸红外锗单晶的研究进展”的主题报告。大直径（＞300mm）、高光学均匀性的红外锗单晶作为天基红外预警卫星的关键原材料，国产化研制和生产具有重要的战略意义。报告主要介绍了国内外大尺寸红外锗单晶生长的研究进展，直拉法生长大尺寸、高光学均匀性、高机械强度锗单晶的技术难点，以及云南锗业在大尺寸红外锗单晶和低位错光伏锗单晶方面的研究进展。
新型MOCVD反应器通过结构优化与工艺创新，显著降低了GaN外延层的位错密度，提升了材料质量。苏第三代半导体研究院材料生长平台主任王国斌做了“基于新型MOCVD反应器的低缺陷GaN材料的外延生长”的主题报告，分享最新研究成果。
杭州富加镓业科技有限公司外延器件部部长陈端阳做了“氧化镓单晶衬底及外延技术研发进展”的主题报告，分享了相关进展。其中，富加镓业已构建起“装备-衬底-外延-器件验证”全链条产业化体系，成为国内少数实现氧化镓材料与装备双线自主可控的企业。当前，富加镓业正加速推进6英寸氧化镓单晶及外延片产线建设，未来将达成“年产万片”的产能规模，进一步打通“材料-器件-应用”链路，为光伏、储能、新能源汽车等领域提供高能效半导体解决方案。
西安电子科技大学助理研究员陶鸿昌做了题为“氧化镓异质外延成核调控及肖特基二极管（SBD）势垒均匀性研究”的主题报告，报告中提出采用成核调控实现诱导后的有序成核以大幅降低β-Ga₂O₃的位错密度，并基于此异质外延薄膜制备出了高性能日盲紫外探测器，验证了材料的优异特性。报告中还系统研究了以低功函数W/Au为肖特基金属的垂直结构β-Ga₂O₃肖特基势垒二极管的电学特性及其势垒不均匀性。通过电容-电压（C-V）特性、正向电流密度-电压（J-V）特性以及反向击穿电压（BV）测试，评估了器件性能，并解释了势垒高度和理想因子的温度依赖性，且发现退火处理可有效降低势垒高度波动，为高可靠的氧化镓SBD提供了新的思路。
中国科学院半导体研究所副研究员沈桂英做了题为“InP、GaSb与InAs单晶生长、衬底制备及缺陷研究进展”的主题报告，报告系统阐述中国科学院半导体研究所在磷化铟（InP）、锑化镓（GaSb）和砷化铟（InAs）三种关键Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体单晶材料的缺陷控制、高质量衬底制备及批量生产技术上取得的最新系列进展。其中，在单晶生长方面，成功设计出可以获得高质量锑化镓单晶的大尺寸生长热场，并成功生长出了国内第一根6英寸锑化镓单晶锭。在衬底加工方面，创新性地开发了针对InAs的专用位错腐蚀液，实现了对亚表面晶格损伤的定性表征与深度精准测量，为优化抛光工艺、制备“开盒即用”晶片提供了关键技术支持，成功实现了高质量InP、GaSb和InAs衬底的批量制备，打破了国外技术封锁，为我国自主可控的红外探测与光电子产业链提供了核心材料支撑。
云南鑫耀半导体材料有限公司技术副总经理韦华做了题为“VGF法磷化铟热场优化控制对单晶缺陷形成的影响”的主题报告，分享了相关研究成果。其中，针对高端光电子和微电子器件用高品质InP晶片存在的位错、孪晶等缺陷问题，借助CGSIM数值正交模拟，研究获得VGF热场轴向/径向温度分布、热流/溶体流动、固液界面形状与位错及应力分布的影响规律。固液界面小平面局部过冷是孪晶形核的主要驱动力，通过坩埚锥角优化、自适应精确控温算法可工程实现降低应力波动，进而抑制孪晶，实现低成本、低缺陷、高均匀性VGF-InP单晶生长技术。
云南大学材料与能源学院副研究员，光电子与微电子重点实验室主任邱锋做了“晶体本征缺陷的理论研究及晶片表面非故意缺陷的性能调控”的主题报告，单晶本征缺陷的识别与抑制科学是单晶生长的关键科学问题。研究开展了战略关键半导体（InP单晶、GaSb单晶）的本征缺陷、非故意缺陷的识别、第一性、抑制技术等研究，阐述了极性半导体的本征缺陷特性及其载流子散射机理，为开发高品质半导体晶片奠定坚实的理论基础。
云南鑫耀半导体材料有限公司副总经理刘汉保做了“基于VGF法的低氧含量半绝缘砷化镓单晶生长工艺优化及电学性质研究”的主题报告，分享了相关研究成果。氧杂质是导致材料电学性质不均匀和不稳定的关键因素之一。研究采用垂直梯度凝固法（VGF），系统性地优化了晶体生长工艺以降低晶体中的氧含量。研究为制备高性能、高一致性的半绝缘GaAs衬底提供了可靠的工艺方案。
昆明理工大学副教授邓家云做了“磷化铟晶圆力学性能与加工性能研究：理论计算、分子动力学仿真、实验验证”的主题报告，单晶磷化铟(InP)因其优异的光电性能在光电领域受到广泛关注。然而，由于应用领域的特殊性，对其表面质量的要求极为苛刻。InP固有的柔韧性与脆性的显著差异为实现无损伤的高质量表面带来了巨大挑战。从力学性能的各向异性理论计算、分子动力学仿真、研磨实验验证等多个方面探讨不同晶面类型的各向异性及加工性能和损伤机制，系统揭示了磷化铟(InP)不同晶面((100)/(110)/(111))在研磨加工中的材料去除机制与表面质量差异。相关研究工作可以为InP晶圆的超精密加工工艺优化提供理论依据，有效推动半导体器件性能优化。
磷化铟作为第二代Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体，具有高电子迁移率、直接带隙、高热导率及抗辐射能力等优势，也是光电子和微波器件的理想材料。云南鑫耀半导体材料有限公司市场部副经理赵茂旭做了“化合物半导体InP单晶衬底的应用及市场发展趋势”的主题报告。分享了最新趋势。
（会议内容详情，敬请关注半导体产业网、第三代半导体公号）
