电子材料

美研究员使用石墨烯制造可拆卸柔性Micro LED装置

美国德克萨斯大学（University of Texas）研究员开发了一种基于石墨烯的新方法，可以制造高度柔性Micro LED。Micro LED可折叠、扭曲和剪切，并且可以貼在不同表面上，有助于为制造下一代柔性可穿戴显示器打下基础。

研究员采用远程外延，在蓝宝石晶体衬底上生长LED晶体，并使用2D石墨烯的单原子层进行涂布，能够防止LED粘在蓝宝石衬底上。石墨烯不会与LED形成任何化学键，有助于LED从晶圆上脱落，这也意味着蓝宝石晶圆和石墨烯涂层能够重复使用很多次。

研究人员称，弯曲或剪切均不会影响LED的质量和电子特性。这种易弯曲的LED可应用于柔性照明、服装和可穿戴生物医学设备上。（自然科学进展）

芯片存储容量提高1000倍

韩国蔚山科学技术大学（UNIST）能源与化学工程学院的李俊熙（Lee）教授领导的研究小组发现了一种新的物理现象，该现象有望将指甲大小的存储芯片的存储容量提高1 000倍。研究小组认为，这将为直接集成到硅技术中的最终致密的逐单元铁电开关设备提供意想不到的机会。

铁电随机存取存储器（FeRAM或FRAM）通过极化现象来存储信息，其中电偶极子（如铁电内部的NS磁场）被外部电场对准。FeRAM已成为替代现有DRAM或闪存的下一代存储半导体，因为它速度更快，功耗更低，甚至在电源关闭后仍能保留存储的数据。

但是，FeRAM的主要缺点之一是存储容量有限。因此，为了增加其存储容量，有必要通过减小芯片尺寸来集成尽可能多的设备。对于铁电体，物理尺寸的减小导致极化现象的消失，该极化现象有助于将信息存储在铁电材料中。这是因为铁电畴的形成（发生自发极化的微小区域）至少需要成千上万个原子。因此，当前对FRAM技术的研究集中在减小域大小的同时保持存储容量。

Lee教授及其研究小组发现，通过向称为Ha（HfO2）的半导体材料中添加一滴电荷，可以控制4个单独的原子来存储1位数据。这项开创性的研究颠覆了现有的范例，该范例最多只能在数千个原子的组中存储1位数据。正确使用后，半导体存储器可以存储500Tbit/cm2，是当前可用闪存芯片的1 000倍。（中国半导体行业协会）

日本在重金加码氧化镓

日本经济产业省（METI）正准备为致力于开发新一代低能耗半导体材料“氧化镓”的私营企业和大学提供财政支持，METI将为2021年留出大约2 030万美元的资金，预计未来5年的投资额将超过8 560万美元。

美国在这方面也在发力。据外媒报道，2020年4月，美国纽约州立大学布法罗分校（theUniversityatBuffalo）正在研发一款基于氧化镓的晶体管，能够承受8 000V以上的电压，而且只有一张纸那么薄，将用于制造更小、更高效的电子系统，用在电动汽车、机车和飞机上。日本作为有力的竞争者，METI认为，日本公司将能够在本世纪20年代末开始为数据中心、家用电器和汽车供应基于氧化镓的半导体。一旦氧化镓取代目前广泛使用的硅材料，每年将减少1 440万t二氧化碳的排放。（中国半导体行业协会）

恩智浦在美国设新厂用于生产氮化镓5G芯片

荷兰恩智浦半导体（NXP）9月29日表示，已在美国亚利桑那州开设一座新工厂，生产用于5G电信设备的芯片。这座位于亚利桑那州钱德勒市的工厂，将为5G无线数据设备生产氮化镓无线射频芯片。这座新工厂将生产6英寸的氮化镓晶圆，与用于多数传统硅计算芯片的晶圆尺寸相比只有一半，但在替代性材料中，这样的尺寸很常见。据悉，恩智浦的亚利桑那州工厂将设有一座研发中心，协助工程师加速氮化镓半导体的开发与申请专利。（经济日报）

日本团队成功开发三维AI芯片

东京大学生产技术研究所的小林正治副教授团队成功开发新型人工智能芯片。一直以来，深度学习的系统都是由多层神经网络构成，并通过大量数据进行学习，但由于深度学习效率受限于处理器和存储器之间数据的传输能力，所以人们一直期待能够开发出具备内存内计算（In—Memory Computing）功能的存储器硬件。然而，二维结构的内存阵列在计算速度和功耗方面存在缺陷，使并行计算的效率无法提高。

该研究团队将极薄的铟镓锌氧化物半导体（IGZO）晶体管和电阻转变型非易失性存储器进行三维集成，成功地在一个芯片上形成了能够完成学习功能、模拟大脑构成的多层神经网络。其制造工艺的温度要求与普通集成电路温度一样。这种芯片能够以极高的效率完成深度学习运算，不仅在云空间，而且在手机等终端上也可以实现先进的AI运算。（科技部）

台积电突破 2nm制程技术

台积电2nm制程研发获重大突破。有别于3nm与5nm采用鳍式场效晶体管（FinFET）架构，台积电2nm改采全新的多桥通道场效电晶体（MBCFET）架构，研发进度超前，业界看好2023年下半年风险性试产良率即可达9成，助攻未来持续拿下苹果、辉达等大厂先进制程大单，狠甩三星。三星预计2020年底才投入5nm制程。随着台积电在2nm新制程节点有重大突破，宣示台积电将可延续摩尔定律发展，更确定未来朝1nm推进可能性大增，进一步扩大与三星的差距。台积电向来不对订单等动态置评，且迄今仍低调未对外透露2nm制程细节，仅表示2nm将是全新架构。

据悉，台积电2019年成立2nm专案研发团队，寻找可行路径进行开发，考量成本、设备相容、技术成熟及效能表现等多项条件，2nm采以环绕栅极（GAA）制程为基础的MBCFET架构，解决FinFET因制程微缩产生电流控制漏电的物理极限问题，在极紫外光（EUV）微显影技术提升，使台积电研发多年的纳米片（NanoSheet）堆叠关键技术更为成熟，良率提升进度较预期顺利。

台积电总裁魏哲家日前透露，台积电制程每前进一个世代，客户产品速度效能增加30%～40%，功耗可以降低20%至30%。供应链认为，以台积电2nm目前研发进度研判，2023年下半年可望进入风险性试产，2024年正式量产。（经济日报）

中美科学家研发可用于自电容式触摸传感器的柔性导电薄膜

近日，南京邮电大学材料科学与工程学院马延文教授团队与北卡罗莱纳州立大学研究者们研发出一款具有透气性的超薄、可拉伸多孔电极制备的表皮电子器件，在国内外引起广泛关注。

对超薄透气导电薄膜的开发而言，首先要解决2个关键问题，一是制备可拉伸透气基底薄膜，二是实现其导电性。“我们制备的这种超薄透气性柔性电子器件，其核心创新之处在于将呼吸图法这种廉价、快速、易于大面积制备的方法引入了透气性表皮电子器件的制备中。”为了制备可拉伸透气基底薄膜，研究人员将少量配置好的实验溶液均匀涂覆在玻璃基板并立即放入高湿度环境中。溶液蒸发带走热量，使玻璃衬底降温，进而导致水蒸气冷凝在玻璃衬底上。这些冷凝后的水滴占据了衬底表面的空间，因此在有机溶剂完全蒸发后，就在玻璃衬底表面上留下了多孔结构的薄膜。（新华日报）

我国科学家研制出国际首个集成化多通道量子频率转换芯片

多通道量子频率转换芯片在量子信息技术领域，尤其是单光子成像与远距离量子存储器方面具有十分重要的作用。在国家科技计划的支持下，济南量子技术研究院与中国科学技术大学研究人员合作，成功研制出了国际首个集成化的多通道量子频率转换芯片。该芯片由34通道波导及34通道的光纤阵列进行双端耦合封装而成，用于1 550nm波段单光子信号和1 950nm波段泵浦光进行非线性和频。该芯片基于逆向质子交换的周期性极化铌酸锂波导（PPLN），实现了多通道光子非线性频率转换，且频率转换过程中保持光子的量子特性不变。实验表明，该芯片各通道的1 550nm信号光平均转化效率为60%，可媲美于商用单通道PPLN波导芯片。同时，该研究团队利用该芯片研制出了阵列式上转换单光子探测器，达到了各通道平均探测效率23.2%、平均暗计数557cps，及相邻通道间隔离度大于71dB的指标。

该量子频率转换芯片的研发成功实现了多通道的差频转换，对远距离多模量子存储技术的发展起到重要的推动作用。研制的阵列式探测器在高速量子密钥分发、深空激光通信、单光子成像及激光雷达等领域具有广泛的应用前景。（科技部）

我国科学家利用新型谱方法表征长程耦合半导体量子比特

中国科学技术大学的研究团队在实现2个半导体量子比特与微波谐振腔强耦合的基础上，开发出新型谱学方法并系统表征了2比特间的耦合强度演化。研究人员制备了千欧姆量级的高阻抗超导量子干涉器（SQUID）阵列谐振腔，大幅提高了半导体量子比特与谐振腔的耦合强度，实现了2个非近邻量子比特间的强耦合。在此基础上，课题组进一步发展了新型谱表征方法。与传统表征方法不同，研究人员通过改变2个量子比特的工作频率得到2比特相关演化谱，发现这一演化谱随比特最小工作频率呈现出截然不同的几何图案，并系统分析了图案随体系特征参数的演化规律。该方法从一个新的角度（参数空间）对杂化系统进行表征，提供了一种在多比特情况下也适用的新型谱学表征方法，有效的提高了表征多比特雜化系统、调制比特参数的效率，为研究以光子为耦合媒介的多比特系统的相互作用提供了新的研究思路。（科技部）

我国学者提出无机塑性新型半导体新概念

近日，上海交通大学与中国科学院上海硅酸盐研究所等单位合作，在无机塑性半导体领域取得重大突破，史迅与陈立东等开创性地提出无机塑性新型半导体新概念，在具有优异电学性能的无机半导体中实现良好可加工和变形能力，将有机材料和无机材料的优点合二为一。

该研究发现，二维结构范德华半导体硒化铟（InSe）在单晶块体形态下具有超常规的塑性和巨大的变形能力，既拥有传统无机非金属半导体的优异物理性能，又可以像金属一样进行塑性变形和机械加工，在柔性和可变形热电能量转换、光电传感等领域有着广阔的应用前景。

受硫化银准层状结构与非局域、弥散化学键特性的启发，此次研究聚焦一大类包含范德华力的二维结构材料，并在其中发现了具有超常塑性的InSe晶体。同时，该研究发现，不同于多晶形态下的脆性行为，InSe单晶二维材料在块体形态下可以弯折、扭曲而不破碎，甚至能够折成“纸飞机”、弯成莫比乌斯环，表现出罕见的大变形能力。非标力学试验结果进一步证实了材料的超常塑性，其压缩工程应变可达80%，特定方向的弯曲和拉伸工程应变也高于10%。（上海交通大学）

全球最大氮化镓工厂落地苏州

9月19日，英诺赛科苏州第3代半导体基地举行设备搬入仪式。这意味着英诺赛科苏州第3代半导体基地开始由厂房建设阶段进入量产准备阶段。该项目建成后将成为全球最大的集研发、设计、外延生产、芯片制造、测试等于一体的第3代半导体全产业链研发生产平台，满产后将实现月产8英寸硅基氮化镓晶圆65 000片，产品将为5G移动通信、数据中心、新能源汽车、无人驾驶、手机快充等战略新兴产业的自主创新发展提供核心电子元器件。（中国半导体行业协会）

露笑科技碳化硅产业园项目签约落户合肥

露笑科技与安徽合肥市长丰县共同投资建设的第3代功率半导体（碳化硅）产业园项目日前签约，项目投资规模达到100亿元。该产业园项目一期投资21亿元，主要建设第3代功率半导体（碳化硅）的设备制造、长晶生产、衬底加工、外延制作等产业链的研发和生产基地。项目一期建成达产后，可形成年产24万片导电型碳化硅衬底片和5万片外延片的生产能力。（中国半导体行业协会）

深紫外LED外延/封装等系列项目落户宁波

8月28日，宁波杭州湾新区举行重大项目集中签约仪式，15个签约项目合计总投资255.3亿元。值得注意的是，本次在数字经济产业领域签约的是深紫外系列项目，包括深紫外LED半导体器件项目、LED外延及封装项目和LED应用产品研发生产项目。半导体器件项目，总投资6.6亿元，计划建设10条外延、芯片生产线及15条封装线，形成年产10万片2寸深紫外外延、芯片及1.8亿颗灯珠的生产能力。（宁波晚报）

连云港年产3亿平方米OLED新材料项目投产

江苏慧智光学新材料项目计划在2020年9月建成投产。该项目于2019年2月开工建设，项目投产后，可预计年产3亿平方米OLED光学新材料。项目总投资40亿元，项目主要生产功能性光学新材料和高分子薄膜材料。（连云港经济技术开发区）