11月22日下午，本学年《名师导学》课程系列讲座第七讲在匡院国生厅如期举行。本次讲座邀请到南京大学电子科学与工程学院教授、博士生导师、国家杰出青年科学基金获得者、长江学者特聘教授、国家重点研发计划首席科学家陆海老师主讲，题目为《第三代半导体材料与器件技术》。

陆海教授的讲座主要包括以下几个部分：疫情时期的缺芯潮、半导体产业概述、第三代半导体的基本特点、第三代半导体在光电、电力电子、5G等方面的应用。

首先陆海教授向我们介绍了疫情时期的缺芯潮。缺芯潮主要的商业逻辑为：20Q2-20Q3疫情冲击供需双跌，量价齐跌；20Q4严重缺货；21Q1-21Q4量价齐升，涨价为主涨量为辅，晶圆厂供给刚性；22Q1-22Q4量价齐升，涨量为主涨价为辅。疫情时期缺芯潮背后的关键因素有：集成电路产业链太长、太宽：受到严重干扰，疫情深刻改变信息社会发展，新兴产业与第三代半导体息息相关。

随后陆海教授为我们概述了半导体产业。IC产业链的四大块为：EDA\设计、材料装备、芯片制造。第一个电子计算机使用的是电子管，但是很难推广。1947年，三位美国科学家发明了晶体管，晶体管的发现是一个重要的里程碑。50年代末，提出了集成电路的概念，1968年，第一个大型的集成电路被发明，如今集成电路早已成为了中国第一大宗战略物资。芯片的制造主要包括几个部分：硅片、晶圆的制造，晶片测试。硅单晶制作晶圆有几个优点：晶体性能优越，电学和机械特性好，在地壳中含量丰富，具有性能卓越的SiO2绝缘钝化层。陆海教授还为我们介绍了宽禁带半导体材料：第一代半导体材料主要是Ge、Si，第二代半导体材料主要是GaAs基、InP基等化合物半导体，第三代半导体材料主要是以Ⅲ族氮化物和SiC为代表的宽禁带半导体。第三代半导体是发展可见到紫外光电子原件、微波功率器件和功率电子器件的优选材料，具有广阔的技术应用价值。此外，陆海教授还介绍了Ⅲ族氮化物半导体材料体系、碳化硅材料晶体结构与基本特征、中国第三代半导体项目分布情况等。

最后，陆海教授简单介绍了第三代半导体的应用。一是在光电方面的应用。为了节能环保、应对能源与环境面临的严峻挑战，照明工业迎来半导体时代，资源能耗更低，就业机会增多。二是电力方面的应用。中国作为世界上最大的发展中国家，向国际社会作出2030年前碳达峰、2060年前碳中和的庄严承诺，彰显了负责任大国的使命担当。当前，中国能源消费结构以高碳为主，我国经济发展的能源增长需求与减排降碳的巨大压力将长期并存。而电能有多种转换形式，我们如果能采用更高效的数据中心设备，将节省大量的能源成本。问题在于如果希望反向耐压大，耐压层就要厚，耐压层厚，正向导通电阻就大，而具有高击穿电场的宽禁带半导体就恰好能解决该问题。三是5G方面的应用。GaN射频器件技术助力5G移动通信发展，毫米波穿透力弱、衰减大，城市高楼林立的环境需要采用大量的小基站，GaN功效的功率和效率均占优。除此之外，第三代半导体在航空、航天、军工方面也有应用，半导体更高效，更轻，更小，更耐高温，更可靠。

在讲座结束之后，同学们纷纷向陆海教授提问。他们提出的问题涉及未来芯片的尺寸、宽禁带半导体材料InN、宽禁带半导体除了能耗低以外的优势、比较micro-LED与QLED等多个方面。陆海教授一一细心解答，同学们听后表示受益匪浅。这次讲座为我们介绍了第三代半导体的优势与应用，加深了同学们对半导体材料的理解，拓宽了同学们的视野。

                                                       文：马筱璐/审核：董昊