www.188betkr.com 讯杨德仁院士在学习时报发表的《硅为何成为集成电路的首选材料？》一文中提到：集成电路是信息产业的基石，也是高科技的“明珠”，而硅是集成电路的基础材料。全球95%以上的半导体器件和90%以上的集成电路制作都是在硅片上完成的。所以说，没有硅就没有集成电路，没有集成电路就没有信息社会，所以硅是现代信息社会的基础和核心材料。
硅之所以成为首选，原因有三个方面。一是其纯度极高，在所有的物质中，能够被提得最纯的就是硅材料，可达10个9以上，因此能控制材料里的电子输运性质；二是能够把原子排列成高度有序的单晶体结构，自然界中只有钻石才能做到这样，但硅晶体的体积可以很大，能达300毫米直径，这是其他材料所不具备的；三是原料丰富，地壳中含量高达26%，制备成本低廉，工艺成熟，能生长大直径、低缺陷的晶体，且可以做稳定的氧化层，安全无毒。这些优势使硅在过去70年里稳居集成电路基础材料的核心地位。
杨德仁院士表示，硅材料是集成电路的基础材料，它支撑了整个集成电路的发展，也支撑了信息产业的发展。而摩尔定律的发展走到了极限，More Moore和More than Moore两个赛道上都需要硅基新材料。可以看到，硅基的纳米硅材料、硅基的异质集成的新材料、硅基光电子的新材料等，都促进了集成电路向新一代的器件发展，促进了集成电路进一步的深化发展。可以想象，在集成电路新材料的支撑下，集成电路将超越摩尔定律，为人类的信息产业、高科技产业提供基础的支撑。
而在浙江大学，有这样一家实验室，在杨德仁及多位院士、教授的带领下，成为我国硅材料基础研究、技术开发和人才培养的主要基地，实验室哺育了三家微电子硅材料上市公司，承担IC国家02重大科技专项，成果应用于中国航天等高端产业链。它就是浙江大学硅及先进半导体材料全国重点实验室。
硅及先进半导体材料全国重点实验室（原名：硅材料国家重点实验室、高纯硅及硅烷国家重点实验室）于1985年开始建设，1987年建成，1988年对外开放，是我国最早建设的国家重点实验室之一。2022年年底，实验室通过全国重点实验室重组为“硅及先进半导体材料全国重点实验室”。实验室主要依托浙江大学材料科学与工程学院（材料科学与工程国家一级重点学科、“双一流”建设学科），以及材料物理与化学（原名半导体材料）、材料学、凝聚态物理等国家二级重点学科。
机构人员
实验室主任：杨德仁院士
杨德仁，中国科学院院士，浙江大学硅及先进半导体材料全国重点实验室主任，长期从事半导体硅材料研究，在硅材料的基础研究上取得重大成果，发明了微量掺锗硅晶体生长系列技术，系统解决了相关硅晶体的基础科学问题，研究了纳米硅的结构、性能，成功制备出纳米硅管等新型纳米半导体材料。以第一获奖人获得国家自然科学二等奖2项，国家技术发明二等奖1项，何梁何利基金科学与技术进步奖1项，浙江省科学技术一等奖4项，省部级科学技术二等、三等奖及其它科技奖6项；以第二、三获奖人获得省科学技术奖一等奖4项。
实验室现有107名固定人员，其中106名科研人员、3名技术人员和1名专职管理人员，具有博士学位获得者104名，已形成一支由4名两院院士（张泽、杨德仁、叶志镇、吴汉明）领衔、18名国家杰出青年基金获得者、7名教育部长江学者、28名四青人才等共同组成的高水平研发队伍。
实验室具有完善的硅及先进半导体晶体生长、硅片加工、性能检测和芯片验证平台，形成研究能力、高层次人才、重大成果产出等方面的较大优势，是我国硅材料基础研究、技术开发和人才培养的主要基地。近年来获国家奖12项，创新了掺氮调控硅单晶缺陷行为、使役条件下原位电镜技术等重大理论，被行业和学界普遍认可。
研究方向
半导体硅材料
实验室聚焦高端硅片杂质与缺陷调控理论及技术、硅片工艺用关键原辅材料理论及技术等重大关键问题，解决半导体器件核心材料国产替代的的技术难题。实验室具有完善的硅晶体生长，硅片加工和硅晶体材料检测平台，与国内硅材料龙头企业建立紧密的产学研合作。在国际上提出了“共掺杂控制硅单晶缺陷行为”的重大创新理论和技术，发明了微量掺氮、掺锗直拉硅单晶等新产品，被国际微电子产业界广泛接受和应用。哺育了三家微电子硅材料上市公司。合作承担了半导体器件国家02专项重大科技任务，成果应用于中国航天等高端产业链。在国内率先开发出高效铸造晶体硅系列技术并实现了规模化生产。
先进半导体材料
实验室聚焦大规模/超大规模半导体器件、新型显示、5G通信、传感等信息领域发展急需的先进半导体材料，重点解决宽禁带半导体材料生长、缺陷调控规律与外延技术关键科技问题，为我国信息产业供应链安全可控提供技术支撑。实验室研发的高透明导电薄膜技术国际领先，并应用于华灿光电（国际第二大LED芯片企业），钙钛矿LED发光效率数次刷新世界纪录，并具有全链条贯通的宽禁带半导体单晶生长、加工和外延设备体系和测试分析平台。
半导体微纳结构与物理
实验室聚焦使役条件下（高温、载荷、气氛、辐照等）半导体性能与微纳结构动态演变规律的重大科学问题，为硅及先进半导体材料技术突破提供理论支撑，推动微纳结构调控新材料设计及产业技术提升。率先研制出了扫描电镜和透射电镜中的原位原子分辨热力电耦合测试系统；首次实现了气固催化反应过程原子级别的直观成像，建立了外场调控活性位点的新方法。
参考来源：
浙江大学官网.浙江大学硅及先进半导体材料全国重点实验室
学习时报.杨德仁院士：硅为何成为集成电路的首选材料？
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