电子材料

科学家用锗生产最灵活自适应晶体管

奥地利维也纳工业大学利用锗生产出世界上最灵活的晶体管。这种新型自适应晶体管可以在运行时动态切换，能执行不同的逻辑任务。

维也纳工业大学固态电子研究所博士后研究员马西亚尔·西斯塔尼解释道：“通过极其干净的高质量接口，我们用一根由锗制成的极细的导线连接2个电极。在锗的上方，我们放置了1个栅电极。具有决定性的1步是，我们的晶体管具有另1个控制电极，该电极放置在锗和金属之间的界面上。它可以对晶体管的功能进行动态编程。”在未来，这种智能可以让新晶体管本身的适应性来实现。由于适应性的提高，以前需要160个晶体管的算术运算现在可以用24个晶体管完成。这样一来，电路的速度和能效也可以显著提高。（科技日报）

美国科学家成功用3D打印加工出首个柔性OLED显示屏

美国明尼苏达大学双城分校的研究人员发表在《科学进展》上的1项研究指出，他们制造出了首个利用3D打印技术加工的柔性OLED显示屏，将有望大大降低OLED显示屏的成本。由于OLED显示屏往往需要在大型、昂贵并且处于超清洁的设施中生产出来，导致其成本较高。为此，明尼苏达大学双城分校的研究人员计划发明1种成本更低的制造OLED显示屏的方法。

为此，研究人员尝试采用3D打印生产OLED显示屏，定制了1台3D打印机，并尝试了2种不同的打印模式，最终成功打印出了1个边长1.5英寸，像素为6464的OLED显示屏，并且每个像素都能够正常工作。研究人员还对该OLED显示屏进行了2000次弯曲试验，而显示屏依旧能够正常工作，这意味着它将有望用于可穿戴设备中的柔性OLED显示屏。（中国半导体行业协会）

韩国NTS开发8英寸LED晶圆研磨设备

韩国半导体晶圆研磨抛光设备厂商NTS将于2022年5月发布8英寸半导体晶圆研磨设备“EdgeGrinder”，该设备可将晶圆的外径精确加工成任何所需的形状。新设备采用金刚石磨砂盘研磨8英寸晶圆的外径和边缘，通过新设备的研磨，晶圆可以精确加工成客户所需的尺寸和形状。（中国半导体行业协会）

澳大利亚科学家开发出可用于脑机接口的新型碳基生物传感器

近日，来自澳大利亚悉尼科技大学的科学家团队开发出1种新型碳基生物传感器，可能将推动脑控机器人和脑机接口技术的革新。该传感器由外延石墨烯制成，作为1种碳基材料，可以直接种植在硅基碳化物基板上。研究人员将石墨烯的优点与硅技术的优点结合起来，这使得新开发的生物传感器具有很强的弹性和稳定性。与商用干电极相比，该传感器可以极大地减少皮肤接触电阻，由此可以减少脑电信号在传导过程中的损耗。此外，该传感器优越的鲁棒性，可在高盐环境中长期重复使用。

这种传感器克服了生物传感技术的3大挑战：耐腐蚀性、耐用性和皮肤接触电阻，使得它在脑控机器人和脑机接口领域的应用前景非常广阔。（科技部）

日本试制出碳化硅和氮化镓合体的功率半导体

日本产业技术综合研究所（简称“产综研”）成功试制了新一代功率半导体材料碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）合为一体的半导体，通过结合2种特性不同的材料，兼顾较高的转换效率和可靠性。在位于茨城县筑波市的研究基地“TIA”，产综研成功进行了采用直径100mm基板的功率半导体的试制和试运行。

该半导体支持的电流在试制阶段约为20mA，今后将为实用化而开发支持10A以上电流的功率半导体。未来力争应用于小型纯电动汽车搭载的逆变器、以及光伏太阳能发电设备的电源调节器（电力转换装置）。（日经新闻）

英特尔封装互连密度提高10倍以上

英特尔通过混合键合将封装的互连密度提高10倍以上，晶体管缩放面积提高30%～50%，以及采用新的量子计算技术。英特尔的元器件研究小组正在3个关键领域开展工作：提供更多晶体管的缩放技术；新的硅功能，用于功率和内存增益；探索物理学的新概念，以彻底改变世界的计算方式。

英特尔目前的许多半导体产品都始于元器件研究工作，包括应变硅、高K金属栅、FinFET晶体管、RibbonFET，以及包括EMIB和FoverosDirect在内的封装技术。该公司的研究人员概述了混合键合互连的设计、工艺和组装挑战的解决方案，发现了1种将封装中的互连密度提高10倍的方法。（中国半导体行业协会）

传三星显示拟扩大8.5代IT OLED显示器生产

SamsungDisplay与日本Ulvac合作开发了1款垂直沉积设备，以用于2021年开启的8.5代ITOLED项目的生产。此外在基板上精确沉积有机材料的精细金属掩膜（FMM），也是8.5代 ITOLED面板商业化所需的关键技术。相关工作正在有条不紊地推进，且三星显示器公司亟需苹果订单来拓展这条产线。

值得一提的是，垂直设备还可防止FMM在生产过程中下垂，以進一步节省成本。不过从侧面沉积有机材料的方案，对温度的要求也更高。然而目前的状况是，三星显示器公司需要得到苹果的批准（是否决定生产大量OLEDiPad），才能切实加大对8.5代ITOLED（2200mm×2500mm）生产设施的投资。（中国半导体行业协会）

科学家打造出微型晶体管：宽度只有头发直径的1/25000

来自日本、中国、俄罗斯和澳大利亚的研究人员通过将1个插入电子显微镜的独特工具创造出了只有人头发直径1/25000的晶体管，参与了这个项目。

领导该研究项目的昆士兰大学材料科学中心联合主任DmitriGolberg教授指出，这项成果是1个“非常有趣的基础性发现”，它可以为未来开发微小的晶体管并用于未来几代的先进计算设备引路。Golberg教授表示：“在这项工作中，我们已经表明有可能控制单个碳纳米管的电子特性。”研究人员通过同时施加1个力和低电压、加热由几层组成的碳纳米管直到外管壳分离并只留下1个单层纳米管创造出了这个微型晶体管。其中，热量和应变改变了纳米管的“相似性”，这意味着碳原子连接在一起形成纳米管壁的单原子层的模式被重新排列。连接碳原子的新结构的结果是，纳米管被转化为1个晶体管。

来自莫斯科国立科技大学的Golberg教授的团队成员则创建了1个理论，其解释了在晶体管中观察到的原子结构和特性的变化。（中国半导体行业协会）

英特尔神秘晶圆厂计划曝光

英特尔公司决定在俄亥俄州哥伦布市地区新建1家大型计算机芯片工厂，这可能是该州历史上最大的经济发展项目。该工厂计划位于哥伦布以东约20英里的富裕郊区新奥尔巴尼，将雇用数千名工人，耗资数百亿美元。

英特尔首席执行官帕特里克·盖尔辛格宣布，该公司计划在美国某处建立1个新的“大型晶圆厂”芯片工厂。Gelsinger告诉华盛顿邮报，它将在10年内分阶段建造。（中国半导体行业协会）

住友矿山将量产新一代碳化硅功率半导体晶圆

近日，住友矿山表示，计划量产新一代功率半导体晶圆，而且会使用自主研发的最新技术将价格降低10%～20%。住友矿山希望凭借这种新型碳化硅晶圆抢占美国科锐等领先企业的市场，使全球份额占比达到10%，预计2025年实现月产1万片。

住友矿山所开发的技术是在因结晶不规则而导致价格较低的残次品“多晶碳化硅”上贴一层可以降低发电损耗的“单晶碳化硅”可将价格降低10%～20%。纯电动汽车的逆变器在采用这款新型晶圆所制成的碳化硅功率半导体时，能将电力损耗降低10%左右。通过提高功率半导体的性能，减小整个单个装置的尺寸，有利于延长纯电动汽车的续航里程。

从技术的角度来说，与硅基功率器件制作工艺不同，碳化硅器件不能直接制作在碳化硅单晶材料上，需要在导通型单晶衬底上额外生长高质量的外延材料，最后在外延层上制造各类器件。（中国电子报）

DB HiTek将采用碳基GaN技术改进8英寸半导体工艺

韩国晶圆代工厂商DB HiTek通过在硅晶圆片上制作由氮化镓材料制成的薄膜来生产半导体晶圆。该技术能够应对通信设备、电动汽车充电器和太阳能转换器等快速增长的市场。

DB HiTek将生产基于硅基氮化镓（GaN-on-Si）技术的8英寸半导体。这是1种使用GaN-On-Si技术在硅芯片上沉积GaN材料薄膜的技术。GaN是下一代半导体材料，可提高通信设备、电动汽车快速充电器和太阳能转换器的电源效率。应用GaN-On-Si技术时，由于有利于在硅芯片上沉积GaN，所以预计该技术可以通过提高半导体制造的竞争力来简化芯片加工以增强盈利能力。（中国半导体行业协会）

索尼全球首发双层堆叠CMOS图像传感器

索尼的半导体部门成功开发了世界上第1个具有2层晶体管像素的堆叠式CMOS圖像传感器技术，可将光收集能力提高1倍。索尼解释说，典型的图像传感器将光电二极管和像素晶体管放置在同一基板上，但在这种新设计中，它能够将它们分开到不同的基板层上。结果是传感器的饱和信号电平大约翻了1番——基本上是它的聚光能力，这显著提高了动态范围并降低了噪声。

饱和信号电平并不直接影响传感器的聚光能力，而是影响传感器在昏暗环境中解释光信息的准确度的主要选通因素。为了基本解释，双倍的聚光能力是这种进步的最终结果。典型的堆叠式CMOS传感器使用像素芯片的结构，该结构由堆叠在逻辑芯片顶部的背照式像素组成，在逻辑芯片上形成信号处理电路。在每个芯片内，将光转换为电信号的光电二极管和控制信号的像素晶体管在同一层上彼此相邻。

索尼的新架构是堆叠式CMOS图像传感器技术的进步，该技术将光电二极管和像素晶体管分离到单独的基板上，这些基板彼此堆叠，而不是并排。索尼表示，新的堆叠技术可以采用允许光电二极管和像素晶体管层各自优化的架构，从而使饱和信号水平相对于传统图像传感器增加大约1倍，进而扩大动态范围。（中国半导体行业协会）

硅基半导体自旋量子比特实现超快操控

中国科学技术大学郭光灿院士团队郭国平教授等与国内外研究者合作，实现了硅基自旋量子比特的超快操控，其自旋翻转速率超过540MHz，这也是目前国际上已报道的最高值。

由于自旋轨道耦合场的方向会影响自旋比特操控速率及比特初始化与读取的保真度，因此测量并确定自旋轨道耦合场的方向是实现高保真度自旋量子比特的首要任务。研究人员进一步优化器件性能，在耦合强度高度可调的双量子点中完成了自旋量子比特的泡利自旋阻塞读取，观测到了多能级的电偶极自旋共振谱。通过调节和选择共振谱中所展示的不同自旋翻转模式，实现了自旋翻转速率超过540MHz的自旋量子比特超快操控。（科技日报）

次晶态金刚石“诞生”

近日，北京高压科学研究中心研究员缑慧阳等在高温高压条件下合成了1种新形态的金刚石——次晶态金刚石。该项成果的问世在结构拓扑上链接了非晶态和晶态，对于揭示非晶材料复杂的结构本质具有深远意义。

在晶体中，原子在三维空间上具有特定的堆积次序，其晶体结构可以用1个小的结构单元周期性表达。且在宏观视角下，我们无法分辨出其中的不连续性，因此我们通常认为，在晶体材料中原子的排布是均匀且规则的。同时，这也使得晶体材料的各个部分具有相同的物理、化学性质。

而与此相对，非晶体材料中的原子则缺乏长程的周期性排列，仅存在着短程有序性，即每个原子只在小范围内与其临近的原子在排列上呈现出一定的规则性。因此从宏观上观察，其原子排列呈现出普遍的无序性。而这种非晶体在结构上的差异，也直接导致其在力、声、光、电、磁、热等各方面材料性能上表现出极大不同。我们日常随处可见的玻璃便是最典型的非晶体材料之一。

缑慧阳和团队选取了不同特点的前驱物，分别是富勒烯、玻璃碳和洋葱碳，旨在探索不同前驱物在高压下的结构及微结构的转变过程和路径。和预想中的一样，研究团队在30GPa压强下，1800K以上的高温范围内，观察到了纳米金刚石的形成。但是只有富勒烯在30GPa和1500～1600K的压强、温度条件下出现了能够保留到常压的、具有中程有序的非晶金刚石，这是此前从未有过的发现。（科技日报）

可重构回收的高性能柔性电子器件问世

中国科学技术大学赵刚课题组利用1种结合纳米纤维静电纺丝和液态金属模板印刷的新技术，制备出新型可重构回收的高性能柔性电子器件。

赵刚课题组提出一种简单、快速、绿色化的柔性电子器件制备技术，通过静电纺丝技术获得热塑性聚氨酯納米纤维膜作为柔性基底，然后利用模板印刷在基底膜上构造液态金属图案化电路。此外，他们还通过逐层组装的策略来参数化制备柔性电路、电阻器、电容器、电感器及其复合器件。实验证明，基于该方案制备的柔性电子器件，具有优异的可拉伸性、透气性和稳定性，并且可重构、可回收。（中国科学院）

中科院声表面波快速氢气传感技术研究获进展

中国科学院声学研究所超声学实验室研究员王文课题组在前期工作基础上，与南开大学教授杨大驰团队合作，将微纳声表面波器件技术与钯镍纳米线氢敏材料相结合，提出并研制了1种秒级响应的新型声表面波氢气传感器。钯镍纳米线具有较大的比表面积，容易吸附大量气体，有助于提高传感器的响应速度。

研究人员采用湿化学法制备钯镍纳米线并将其溶于乙醇中，通过滴涂的方式沉积在声表面波器件表面构建声表面波氢气传感器，然后将所研制的传感器集成到鉴相电路中，进行测试评估。实验结果表明，该声表面波氢气传感器实现了目前相关研究成果中的最快响应（1.8s）、1.65mV/%的高灵敏度与7ppm的低检测限，并具有良好的重复性与选择性。（中国科学院）

中国科学院合肥研究院在三维各向异性材料研究中获进展

中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所功能材料物理与器件研究部在层状钼铝硼（MoAlB）单晶的生长及三维各向异性研究方面取得进展。

三维各向异性功能属性（如磁、电、热、光学等）不仅有利于材料的多种应用，而且有助于丰富材料的调控维度。如何在众多材料体系中探寻具有三维各向异性功能属性的材料，是目前的研究热点和难点。基于上述设计，研究人员成功生长了面内各向异性的层状MoAlB单晶，并观察到巨大的三维电导率各向异性。结合实验和理论研究，该研究澄清了MoAlB三维电导率各向异性源于由三维各向异性的晶体结构和化学键引起的三维各向异性的声子振动和电子结构。

该研究为三维各向异性MoAlB单晶的应用设计提供了实验和理论依据，为实现MoB二维MBene的合成制备提供了可能。（中国电子元件行业协会）

豪威科技推出2亿像素图像传感器拥有全球最小0.61μm像素尺寸

韦尔股份旗下豪威科技宣布推出了针对高端智能手机市场的全球最小的0.61μm像素尺寸的2亿分辨率的图像传感器OVB0B。

OVB0B分辨率为2亿像素（16384×12288），其像素尺寸为0.61μm。OVB0B独特的16单元合并技术在1250万像素模式下可提供优质视频和预览质量，尤其是在低光照条件下。OVB0B也是第1款整个区域都可用于使用QPD（四相位检测）技术进行相位检测自动对焦的2亿像素图像传感器。（中国电子元件行业协会）

清华大学高性能氮化铝陶瓷材料项目在盐城成功转化

近日，东台高新区与无锡海古德新技术有限公司就“高性能氮化铝陶瓷材料项目”正式签约。该项目投资6亿元，建成后年产氮化铝基板720万片，氮化硅基板300万片。氮化铝与氮化硅是当今最炙手可热的陶瓷基板材料。随着功率器件特别是第3代半导体的崛起与应用，半导体器件逐渐向大功率、小型化、集成化、多功能等方向发展，对封装基板性能也提出了更高要求。据了解，该项目源于清华大学国家“863”科技成果，并由无锡海古德新技术有限公司投资建设。（东台高新区）

台积电2nm工艺计划2025年量产

计划在2022年下半年量产3nm工艺的台积电，也在按计划推进2nm工艺的研发及量产事宜，台积电方面已在考虑2nm工艺工厂的选址。台积电计划建设2nm工艺工厂的地方，目前是1处高尔夫球场，靠近中部科学工业园区，由一个企业集团所拥有，有大量的土地可供利用。台积电这一工厂的投资将会相当庞大，整个项目的投资可能接近1万亿新台币，也就是约361.5亿美元。台积电计划建设的2nm工艺芯片工厂，远高于目前5nm工艺的芯片代工厂。（中国半导体行业协会）