導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇半導(dǎo)體材料設(shè)計(jì)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：半導(dǎo)體，超晶格，集成電路，電子器件

 

1.半導(dǎo)體材料的概念與特性

當(dāng)今，以半導(dǎo)體材料為芯片的各種產(chǎn)品普遍進(jìn)入人們的生活，如電視機(jī)，電子計(jì)算機(jī)，電子表，半導(dǎo)體收音機(jī)等都已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｋ豢扇鄙俚募矣秒娖?。半?dǎo)體材料為什么在今天擁有如此巨大的作用，這需要我們從了解半導(dǎo)體材料的概念和特性開始。

半導(dǎo)體是導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的一類物質(zhì)，在某些情形下具有導(dǎo)體的性質(zhì)。半導(dǎo)體材料廣泛的應(yīng)用源于它們獨(dú)特的性質(zhì)。首先，一般的半導(dǎo)體材料的電導(dǎo)率隨溫度的升高迅速增大，各種熱敏電阻的開發(fā)就是利用了這個(gè)特性；其次，雜質(zhì)參入對(duì)半導(dǎo)體的性質(zhì)起著決定性的作用，它們可使半導(dǎo)體的特性多樣化，使得PN結(jié)形成，進(jìn)而制作出各種二極管和三極管；再次，半導(dǎo)體的電學(xué)性質(zhì)會(huì)因光照引起變化，光敏電阻隨之誕生；一些半導(dǎo)體具有較強(qiáng)的溫差效應(yīng)，可以利用它制作半導(dǎo)體制冷器等；半導(dǎo)體基片可以實(shí)現(xiàn)元器件集中制作在一個(gè)芯片上，于是產(chǎn)生了各種規(guī)模的集成電路。這種種特性使得半導(dǎo)體獲得各種各樣的用途，在科技的發(fā)展和人們的生活中都起到十分重要的作用。

2.半導(dǎo)體材料的發(fā)展歷程

半導(dǎo)體材料從發(fā)現(xiàn)到發(fā)展，從使用到創(chuàng)新，也擁有著一段長(zhǎng)久的歷史。在20世紀(jì)初期，就曾出現(xiàn)過點(diǎn)接觸礦石檢波器。1930年，氧化亞銅整流器制造成功并得到廣泛應(yīng)用，使半導(dǎo)體材料開始受到重視。1947年鍺點(diǎn)接觸三極管制成，成為半導(dǎo)體的研究得到重大突破。50年代末，薄膜生長(zhǎng)技術(shù)的開發(fā)和集成電路的發(fā)明，使得微電子技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展。60年代，砷化鎵材料制成半導(dǎo)體激光器，固溶體半導(dǎo)體材料在紅外線方面的研究發(fā)展，半導(dǎo)體材料的應(yīng)用得到擴(kuò)展。1969年超晶格概念的提出和超晶格量子阱的研究成功，使得半導(dǎo)體器件的設(shè)計(jì)與制造從“雜志工程”發(fā)展到“能帶工程”，將半導(dǎo)體材料的研究和應(yīng)用推向了一個(gè)新的領(lǐng)域。90年代以來隨著移動(dòng)通信技術(shù)的飛速發(fā)展，砷化鎵和磷化銦等半導(dǎo)體材料得成為焦點(diǎn)，用于制作高速、高頻、大功率及發(fā)光電子器件等；近些年，新型半導(dǎo)體材料的研究得到突破，以氮化鎵為代表的先進(jìn)半導(dǎo)體材料開始體現(xiàn)出其超強(qiáng)優(yōu)越性，被稱為IT產(chǎn)業(yè)新的發(fā)動(dòng)機(jī)。

3.各類半導(dǎo)體材料的介紹與應(yīng)用

半導(dǎo)體材料多種多樣，要對(duì)其進(jìn)一步的學(xué)習(xí)，我們需要從不同的類別來認(rèn)識(shí)和探究。通常半導(dǎo)體材料分為：元素半導(dǎo)體、化合物半導(dǎo)體、固溶體半導(dǎo)體、非晶半導(dǎo)體、有機(jī)半導(dǎo)體、超晶格半導(dǎo)體材料。不同的半導(dǎo)體材料擁有著獨(dú)自的特點(diǎn)，在它們適用的領(lǐng)域都起到重要的作用。

3.1元素半導(dǎo)體材料

元素半導(dǎo)體材料是指由單一元素構(gòu)成的具有半導(dǎo)體性質(zhì)的材料，分布于元素周期表三至五族元素之中，以硅和鍺為典型。硅在在地殼中的含量較為豐富，約占25%，僅次于氧氣。硅在當(dāng)前的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，它不僅是半導(dǎo)體集成電路、半導(dǎo)體器件和硅太陽(yáng)能電池的基礎(chǔ)材料，而且用半導(dǎo)體制作的電子器件和產(chǎn)品已經(jīng)大范圍的進(jìn)入到人們的生活，人們的家用電器中所用到的電子器件80%以上元件都離不開硅材料。鍺是稀有元素，地殼中的含量較少，由于鍺的特有性質(zhì)，使得它的應(yīng)用主要集中于制作各種二極管，三極管等。而以鍺制作的其他器件如探測(cè)器，也具備著許多的優(yōu)點(diǎn)，廣泛的應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。

3.2化合物半導(dǎo)體材料

通常所說的化合物半導(dǎo)體多指晶態(tài)無(wú)機(jī)化合物半導(dǎo)體，即是指由兩種或兩種以上元素確定的原子配比形成的化合物，并具有確定的禁帶寬度和能帶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體性質(zhì)?；衔锇雽?dǎo)體材料種類繁多，按元素在元素周期表族來分類，分為三五族（如砷化鎵、磷化銦等），二六族（如硒化鋅），四四族（如碳化硅）等。如今化合物半導(dǎo)體材料已經(jīng)在太陽(yáng)能電池、光電器件、超高速器件、微波等領(lǐng)域占據(jù)重要的位置，且不同種類具有不同的性質(zhì)，也得到不同的應(yīng)用。。

3.3固溶體半導(dǎo)體材料

固溶體半導(dǎo)體材料是某些元素半導(dǎo)體或者化合物半導(dǎo)體相互溶解而形成的一種具有半導(dǎo)體性質(zhì)的固態(tài)溶液材料，又稱為混晶體半導(dǎo)體或者合金半導(dǎo)體。隨著每種成分在固溶體中所占百分比（X值）在一定范圍內(nèi)連續(xù)地改變，固溶體半導(dǎo)體材料的各種性質(zhì)（尤其是禁帶寬度）將會(huì)連續(xù)地改變，但這種變化不會(huì)引起原來半導(dǎo)體材料的晶格發(fā)生變化.利用固溶體半導(dǎo)體這種特性可以得到多種性能的材料。

3.4非晶半導(dǎo)體材料

非晶半導(dǎo)體材料是具有半導(dǎo)體特性的非晶體組成的材料，如α-硅、α-鍺、α-砷化鎵、α-硫化砷、α-硒等。。這類材料，原子排列短程有序，長(zhǎng)程無(wú)序，又稱無(wú)定形半導(dǎo)體，部分稱作玻璃半導(dǎo)體。非晶半導(dǎo)體按鍵合力的性質(zhì)分為共價(jià)鍵非晶半導(dǎo)體和離子鍵非晶半導(dǎo)體兩類，可用液相快冷方法和真空蒸發(fā)或?yàn)R射的方法制備。在工業(yè)上，非晶半導(dǎo)體材料主要用于制備像傳感器、太陽(yáng)能電池薄膜晶體管等非晶半導(dǎo)體器件。

3.5有機(jī)半導(dǎo)體材料

有機(jī)半導(dǎo)體是導(dǎo)電能力介于金屬和絕緣體之間，具有熱激活電導(dǎo)率且電導(dǎo)率在10-10～100S·cm的負(fù)一次方范圍內(nèi)的有機(jī)物，如萘蒽、聚丙烯和聚二乙烯苯以及堿金屬和蒽的絡(luò)合物等.其中聚丙烯腈等有機(jī)高分子半導(dǎo)體又稱塑料半導(dǎo)體。有機(jī)半導(dǎo)體可分為有機(jī)物、聚合物和給體-受體絡(luò)合物三類。相比于硅電子產(chǎn)品，有機(jī)半導(dǎo)體芯片等產(chǎn)品的生產(chǎn)能力較差，但是擁有加工處理更方便、結(jié)實(shí)耐用、成本低廉的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。目前，有機(jī)半導(dǎo)體材料及器件已廣泛應(yīng)用于手機(jī)，筆記本電腦，數(shù)碼相機(jī)，有機(jī)太陽(yáng)能電池等方面。

3.6超晶格微結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體材料

超晶格微結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體材料是指按所需特性設(shè)計(jì)的能帶結(jié)構(gòu)，用分子束外延或金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積等超薄層生產(chǎn)技術(shù)制造出來的具有各種特異性能的超薄膜多層結(jié)構(gòu)材料。由于載流子在超晶格微結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體中的特殊運(yùn)動(dòng)，使得其出現(xiàn)許多新的物理特性并以此開發(fā)了新一代半導(dǎo)體技術(shù)。。當(dāng)前，對(duì)超晶格微結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體材料的研究和應(yīng)用依然在研究之中，它的發(fā)展將不斷推動(dòng)許多領(lǐng)域的提高和進(jìn)步。

4.半導(dǎo)體材料的發(fā)展方向

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展和各種電子器件、產(chǎn)品等要求不斷的提高，半導(dǎo)體材料在未來的發(fā)展中依然起著重要的作用。在經(jīng)過以Si、GaAs為代表的第一代、第二代半導(dǎo)體材料發(fā)展歷程后，第三代半導(dǎo)體材料的成為了當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。我們應(yīng)當(dāng)在兼顧第一代和第二代半導(dǎo)體發(fā)展的同時(shí)，加速發(fā)展第三代半導(dǎo)體材料。目前的半導(dǎo)體材料整體朝著高完整性、高均勻性、大尺寸、薄膜化、集成化、多功能化方向邁進(jìn)。隨著微電子時(shí)代向光電子時(shí)代逐漸過渡，我們需要進(jìn)一步提高半導(dǎo)體技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的研究，開創(chuàng)出半導(dǎo)體材料的新領(lǐng)域。相信不久的將來，通過各種半導(dǎo)體材料的不斷探究和應(yīng)用，我們的科技、產(chǎn)品、生活等方面定能得到巨大的提高和發(fā)展！

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篇2

它具有高擊穿電場(chǎng)、高飽和電子速度、高熱導(dǎo)率、高電子密度、高遷移率等特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)高壓、高溫、高頻、高抗輻射等能力。

它的應(yīng)用范圍覆蓋半導(dǎo)體照明、新一代移動(dòng)通信、智能電網(wǎng)、高速軌道交通、新能源汽車、消費(fèi)類電子等朝陽(yáng)領(lǐng)域。

它被視為未來支撐信息、能源、交通、國(guó)防等產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)新材料，將引領(lǐng)光電產(chǎn)業(yè)的新一輪革命。

它就是以碳化硅（SiC）、氮化鋁（AlN）、氮化鎵（GaN）等為代表的第三代半導(dǎo)體材料，如今世界各國(guó)爭(zhēng)相布局的戰(zhàn)略高地。

在世界范圍內(nèi)，第三代半導(dǎo)體材料在各個(gè)領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)成熟度各有不同，在某些前沿研究方向，仍處于實(shí)驗(yàn)室研發(fā)階段。盡管我國(guó)起步較晚，發(fā)展較緩，無(wú)論基礎(chǔ)研究還是產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)都仍有很長(zhǎng)的路要走，但這并未影響該領(lǐng)域內(nèi)科研人員潛心攻關(guān)、奮起直追的決心。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)基礎(chǔ)與交叉科學(xué)研究院宋波教授，就是奮戰(zhàn)在我國(guó)第三代半導(dǎo)體材料研究最前沿的優(yōu)秀科研人員之一。

他L期從事第三代寬禁帶半導(dǎo)體材料的生長(zhǎng)與物性研究，凝練了氣相質(zhì)量輸運(yùn)動(dòng)態(tài)平衡控制及溫場(chǎng)調(diào)控等關(guān)鍵科學(xué)問題，對(duì)碳化硅、氮化鋁等光電功能晶體生長(zhǎng)過程的動(dòng)力學(xué)優(yōu)化、關(guān)鍵工藝參數(shù)控制與物理性質(zhì)調(diào)控等相互關(guān)聯(lián)的科學(xué)問題開展了系統(tǒng)研究，成果頗豐。

雛鳳新聲，結(jié)緣寬禁帶半導(dǎo)體

一代材料，一代器件，一場(chǎng)革命。材料的重要性，在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)已經(jīng)得到印證。

以硅（Si）為代表的第一代半導(dǎo)體材料，引發(fā)了電子工業(yè)大革命；以砷化鎵（GaAs）為代表的第二代半導(dǎo)體材料，則拓展了半導(dǎo)體在高頻、光電子等方面的應(yīng)用，使人類進(jìn)入光纖通信、移動(dòng)通信的新時(shí)代。而如今，正是第三代半導(dǎo)體材料“大展身手”的時(shí)代。

第三代半導(dǎo)體材料又叫寬禁帶半導(dǎo)體，是指禁帶寬度大于2 eV（電子伏特）的一類半導(dǎo)體，以碳化硅、氮化鋁、氮化鎵、立方氮化硼（C-BN）等為主要代表。它們所表現(xiàn)出的高溫下的穩(wěn)定性、高效的光電轉(zhuǎn)化能力、更低的能量損耗等絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，吸引了業(yè)界的普遍關(guān)注，有望全面取代傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料，開啟半導(dǎo)體新時(shí)代。

宋波進(jìn)入這一領(lǐng)域是在博士階段。那是2005年前后，他正就讀于中國(guó)科學(xué)院物理研究所，師從我國(guó)著名晶體結(jié)構(gòu)專家陳小龍研究員開展研究。當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)寬禁帶半導(dǎo)體研究起步不久，各項(xiàng)研究都非常薄弱。

2008年，宋波回到家鄉(xiāng)哈爾濱，并在哈爾濱工業(yè)大學(xué)韓杰才院士引薦下加入該校基礎(chǔ)與交叉科學(xué)研究院。在這里，宋波確立了寬禁帶半導(dǎo)體生長(zhǎng)與物性研究這一研究方向，立志從基礎(chǔ)研究領(lǐng)域著手，改善我國(guó)關(guān)鍵性、基礎(chǔ)性戰(zhàn)略材料依賴進(jìn)口的局面，促進(jìn)寬禁帶半導(dǎo)體材料和器件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提升產(chǎn)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，縮小與西方國(guó)家的差距。

在近十年的研究過程中，宋波作為課題負(fù)責(zé)人承擔(dān)了包括國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、總裝“十二五”預(yù)先研究重點(diǎn)項(xiàng)目、科技部國(guó)際科技合作項(xiàng)目等在內(nèi)的20多項(xiàng)科研項(xiàng)目，在J. Am. Chem. Soc.， Nano Lett.， Phys. Rev. Lett.， Adv. Funct. Mater.， Phys. Rev. B等國(guó)際著名SCI學(xué)術(shù)雜志上100余篇，論文被正面他引1000余次；獲得授權(quán)發(fā)明專利13項(xiàng)。特別是在SiC基稀磁半導(dǎo)體和AIN基晶體生長(zhǎng)研究方向，取得了一系列創(chuàng)新性成果，引領(lǐng)了國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究的進(jìn)步，在行業(yè)內(nèi)形成了一定的影響力。

層層深入，攻關(guān)SiC基稀磁半導(dǎo)體

稀磁半導(dǎo)體是自旋電子學(xué)的材料基礎(chǔ)，能夠同時(shí)利用電子的電荷屬性和自旋屬性，兼具半導(dǎo)體和磁性的性質(zhì)，新穎而獨(dú)特，是第三代半導(dǎo)體材料的熱點(diǎn)研究之一。

現(xiàn)階段，GaAs、GaN和ZnO基稀磁半導(dǎo)體的研究已經(jīng)取得了突破性進(jìn)展，但仍無(wú)法滿足人們對(duì)自旋器件高溫、高頻、大功率和抗輻射等性能的要求，SiC基的出現(xiàn)恰逢其時(shí)。宋波在這一前沿方向進(jìn)行了廣泛而深入的研究，并取得了系列研究進(jìn)展。

他提出了非磁性元素Al摻雜制備SiC基稀磁半導(dǎo)體，在200 K觀察到了玻璃態(tài)的鐵磁有序，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了4H-SiC晶型的穩(wěn)定可控。首次提出了非磁性元素?fù)诫sAlN基稀磁半導(dǎo)體的研究思路，有效地避免磁性雜質(zhì)的引入，為探討稀磁半導(dǎo)體的磁性來源提供了理想的實(shí)驗(yàn)體系。

論文在2009年發(fā)表后，至今已被他引50余次，得到不少業(yè)內(nèi)專業(yè)人士的直接認(rèn)可，認(rèn)為其啟迪了思考。中國(guó)科學(xué)院外籍院士C.N.R. Rao教授就曾在論文中直言：宋等的工作顯示了鐵磁性不是來自磁性雜質(zhì)而是來自于sp3雜化向sp3-sp2混合雜化轉(zhuǎn)變的過程中所導(dǎo)致。

隨著研究的不斷深入，宋波的研究也漸入佳境――

同樣在2009年，他利用在h-BN中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了美國(guó)布法羅州立大學(xué)Peihong Zhang教授等人的理論預(yù)言，即在帶隙寬度達(dá)5.5 eV的h-BN中存在缺陷直接誘導(dǎo)的內(nèi)稟磁性。這一成果獲得了包括波蘭科學(xué)院物理研究院O. Volnianska教授在內(nèi)的業(yè)界專家的正面引用和廣泛認(rèn)可。

2010年，他提出了雙元素（Al，TM）復(fù)合摻雜SiC基稀磁半導(dǎo)體的研究思路。在Al摻雜穩(wěn)定4H-SiC晶型的基礎(chǔ)之上，同時(shí)摻雜磁性過渡金屬元素，來獲得高Tc、高矯頑力和高剩磁的稀磁半導(dǎo)體。

2011年，他提出了采用缺陷工程調(diào)控半導(dǎo)體磁性的新方向。與合作者一起采用中子輻照在碳化硅晶體中誘導(dǎo)出了以硅-碳雙空位為主的缺陷，在實(shí)驗(yàn)上給出了硅-碳雙空位導(dǎo)致鐵磁性的證據(jù)，并從理論上揭示了雙空位產(chǎn)生磁性的物理機(jī)制，證實(shí)了磁性元素并非半導(dǎo)體磁性的唯一來源，為深入探究寬禁帶半導(dǎo)體的磁性起源提供了新的科學(xué)認(rèn)識(shí)。在此之后，國(guó)內(nèi)外有超過18個(gè)研究小組開展了缺陷誘導(dǎo)半導(dǎo)體磁性的研究工作，并在相關(guān)論文中引用了他們的成果，將其列為缺陷導(dǎo)致磁性的典型例子。

把握前沿，初探AIN晶體生長(zhǎng)

AlN基的高溫、高頻、高功率微波器件是雷達(dá)、通信等現(xiàn)代化軍事和航天裝備等領(lǐng)域急需的電子器件。

宋波介紹，與其它的半導(dǎo)體材料相比，AlN基低維材料的形貌較為單一，這導(dǎo)致對(duì)其新性質(zhì)和新應(yīng)用的探索受到了較大的制約。

因此，深入開展生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)研究，探究生長(zhǎng)過程中質(zhì)量輸運(yùn)-溫場(chǎng)分布-成核動(dòng)力學(xué)的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，從微觀機(jī)理上闡述物性變化的原因，探索新奇物理效應(yīng)，成為制約寬禁帶半導(dǎo)體發(fā)展的關(guān)鍵科學(xué)問題，同時(shí)也是一項(xiàng)亟待開展的基礎(chǔ)性研究工作。

在這一研究方向，宋波同樣取得了不俗的成績(jī)――

（一）在AlN機(jī)理生長(zhǎng)方面，首次發(fā)現(xiàn)本征的六重螺旋生長(zhǎng)機(jī)制。

他@得了單晶AlN納米和微米彈簧、AlN螺旋結(jié)構(gòu)、AlN平面六邊形環(huán)等新穎納米結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)性研究首次發(fā)現(xiàn)AlN納米/微米結(jié)構(gòu)和AlN單晶都遵循六重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)生長(zhǎng)機(jī)制。

這一發(fā)現(xiàn)極大地豐富了人們對(duì)于AlN晶生長(zhǎng)機(jī)理的認(rèn)識(shí)，對(duì)調(diào)控AlN生長(zhǎng)形貌，獲得大尺寸、低缺陷密度的AlN晶體具有重要參考價(jià)值。

（二）在AlN新物理性質(zhì)探索方面，他首次在AlN微米螺旋結(jié)構(gòu)中發(fā)現(xiàn)了時(shí)間長(zhǎng)達(dá)300秒的長(zhǎng)余輝效應(yīng)。

研究中，他分別從理論和實(shí)驗(yàn)上對(duì)AlN螺旋結(jié)構(gòu)中氮空位和鋁間隙耦合效應(yīng)進(jìn)行了研究。首次發(fā)現(xiàn)氮空位和鋁間隙的共同作用會(huì)誘導(dǎo)出新的能級(jí)，進(jìn)而導(dǎo)致長(zhǎng)余輝效應(yīng)的顯現(xiàn)。這一發(fā)現(xiàn)，豐富了人們對(duì)于AlN基本物理性質(zhì)的認(rèn)識(shí)，為設(shè)計(jì)和制造新型AlN基光電子器件提供理論指導(dǎo)。

在AlN納米線螺旋結(jié)構(gòu)的力學(xué)測(cè)試中首次發(fā)現(xiàn)了AlN單晶螺旋中存在彈性形變。該發(fā)現(xiàn)為制備AlN基納米器件提供了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。

（三）在AlN晶體生長(zhǎng)方面，突破了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，包括形核溫度控制技術(shù)、晶粒長(zhǎng)大過程控制技術(shù)、形核控制技術(shù)等。

研究中，宋波掌握了包括電阻率及均勻性控制技術(shù)、多型缺陷濃度控制技術(shù)以及晶體質(zhì)量穩(wěn)定性控制技術(shù)等在內(nèi)的多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，獲得了高質(zhì)量的晶體材料。

他所獲得的直徑達(dá)35mm的雙面拋光片，位錯(cuò)密度小于107個(gè)/cm2，申報(bào)了國(guó)家發(fā)明專利7項(xiàng)，研究水平居于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位。

他重新設(shè)計(jì)和研制了全鎢的晶體生長(zhǎng)爐、AlN原料原位補(bǔ)充系統(tǒng)和垂直梯度坩堝。試驗(yàn)結(jié)果表明，采用新的生長(zhǎng)組合系統(tǒng)大大提高了AlN的晶體質(zhì)量，其中AlN晶體的主要缺陷密度，特別是O（氧）含量降低了約3個(gè)數(shù)量級(jí)，電阻率提高了約2個(gè)數(shù)量級(jí)，為進(jìn)一步獲得高質(zhì)量的AlN晶體提供了技術(shù)支撐。

多年來，宋波非常在意與國(guó)際學(xué)者的交流與合作，不僅承擔(dān)了科技部國(guó)際科技合作項(xiàng)目，還在多年的研究中與美國(guó)威斯康星大學(xué)麥迪遜分校Song Jin教授、西班牙科爾多瓦大學(xué)Rafael Luque教授建立了廣泛的合作關(guān)系。特別值得一提的，是在對(duì)俄對(duì)烏合作方面，宋波與俄羅斯科學(xué)院固體物理研究所國(guó)際知名晶體學(xué)家Vladimir Kurlov教授、國(guó)際SiC晶體生長(zhǎng)專家Yuri Makarov教授，以及俄羅斯科學(xué)院西伯利亞分院半導(dǎo)體研究所的Oleg Pchelyakov教授、Valerii Preobrazhenskii教授建立了密切的合作關(guān)系，曾多次出訪俄羅斯與烏克蘭相關(guān)科研機(jī)構(gòu)，為推動(dòng)雙方的科技交流合作作出了重要貢獻(xiàn)。

因表現(xiàn)突出，宋波獲得了2009年黑龍江省自然科學(xué)一等獎(jiǎng)、2009年黑龍江省高校自然科學(xué)一等獎(jiǎng)等榮譽(yù)；得到了教育部“新世紀(jì)優(yōu)秀人才”計(jì)劃、哈爾濱工業(yè)大學(xué)“基礎(chǔ)研究杰出人才培育計(jì)劃（III類）”和“青年拔尖人才選聘計(jì)劃（教授類）”的支持；并在三年內(nèi)連續(xù)兩次獲得副教授和教授的破格提升。2016年，宋波被評(píng)為哈爾濱工業(yè)大學(xué)“先進(jìn)個(gè)人”。

篇3

關(guān)鍵詞：量子點(diǎn) 發(fā)光 量子點(diǎn)尺寸效應(yīng)

近幾年來，寬禁帶半導(dǎo)體發(fā)光材料引起人們極大的興趣，是因?yàn)檫@些材料在藍(lán)光及紫外光發(fā)光二極管、半導(dǎo)體激光器和紫外光探測(cè)器上有重要的應(yīng)用價(jià)值。這些器件在光信息存儲(chǔ)、全色顯示和紫外光探測(cè)上有巨大的市場(chǎng)需求，人們已經(jīng)制造出III族氮化物和ZnSe等藍(lán)光材料，并用這些材料制成了高效率的藍(lán)光發(fā)光二極管和激光器，這使全色顯示成為可能。量子點(diǎn)（QuantumDot）憑借自身獨(dú)特的光電特性越來越受到人們的重視，成為研究的熱點(diǎn)。

由于量子點(diǎn)所具有的量子尺寸、量子隧穿、庫(kù)侖阻塞、量子干涉、多體關(guān)聯(lián)和非線性光學(xué)效應(yīng)非常明顯，故在低維量子結(jié)構(gòu)的研究中，對(duì)載流子施以盡可能多的空間限制，制備零維量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)并開發(fā)其應(yīng)用，受到世界各國(guó)科學(xué)家和企業(yè)家的高度重視。

1、半導(dǎo)體量子點(diǎn)的制備方法

高質(zhì)量半導(dǎo)體量子點(diǎn)材料的制備是量子器件和電路應(yīng)用的基礎(chǔ)，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)缺陷量子點(diǎn)的形狀、尺寸、面密度、體密度和空間分布有序性等的可控生長(zhǎng)，一直是材料科學(xué)家追求的目標(biāo)和關(guān)注的熱點(diǎn)。

應(yīng)變自組裝量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)技術(shù)是指在半導(dǎo)體外延生長(zhǎng)過程中，由于襯底和外延層的晶格失配及表面、界面能不同，導(dǎo)致外延層島狀生長(zhǎng)而制得量子點(diǎn)的方法。這種生長(zhǎng)模式被稱為SK生長(zhǎng)模式。外延過程的初期為二維平面生長(zhǎng)，平面生長(zhǎng)厚度通常只有幾個(gè)原子層厚，稱為浸潤(rùn)層。隨浸潤(rùn)層厚度的增加，應(yīng)變能不斷積累，當(dāng)達(dá)到某一臨界層厚度時(shí)，外延生長(zhǎng)則由二維平面生長(zhǎng)向三維島狀生長(zhǎng)過渡，由此形成直徑為幾十納米、高度為幾納米的小島，這種材料若用禁帶較寬的材料包圍起來，就形成量子點(diǎn)。用這種方法制備的量子點(diǎn)具有尺寸小、無(wú)損傷的優(yōu)點(diǎn)。用這種方法已經(jīng)制備出了高質(zhì)量的GaN量子點(diǎn)激光器。

化學(xué)自組裝量子點(diǎn)制備方法是一種通過高分子偶聯(lián)劑將形成量子點(diǎn)的團(tuán)簇或納米顆粒聯(lián)結(jié)起來，并沉積在基質(zhì)材料上來制備量子點(diǎn)低維材料的方法。隨著人們對(duì)量子線、量子點(diǎn)制備和應(yīng)用的迫切需求，以上物理制備方法顯得費(fèi)時(shí)費(fèi)力，特別是在批量制備時(shí)更是如此，化學(xué)自組裝為納米量子點(diǎn)的平面印刷和納米有機(jī)-無(wú)機(jī)超晶格的制備提供了可能。由于化學(xué)自組裝量子點(diǎn)的制備具有量子點(diǎn)均勻有序、制備速度快、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，且選用不同的偶聯(lián)劑可以對(duì)不同的量子點(diǎn)前驅(qū)顆粒進(jìn)行不同對(duì)稱性的組裝，從而能制備出不同的量子點(diǎn)。它的出現(xiàn)為批量制備高功率半導(dǎo)體量子器件和激光器提供了一種有效的途徑，因此這種方法被認(rèn)為是制備量子點(diǎn)最有前途的方法之一。

2、 II-VI族半導(dǎo)體量子點(diǎn)的發(fā)光原理和發(fā)光特性

2.1 發(fā)光原理

半導(dǎo)體量子點(diǎn)的發(fā)光原理（如圖1-1所示），當(dāng)一束光照射到半導(dǎo)體材料上，半導(dǎo)體材料吸收光子后，其價(jià)帶上的電子躍遷到導(dǎo)帶，導(dǎo)帶上的電子還可以再躍遷回價(jià)帶而發(fā)射光子，也可以落入半導(dǎo)體材料的電子陷阱中。當(dāng)電子落入較深的電子陷阱中的時(shí)候，絕大部分電子以非輻射的形式而猝滅了，只有極少數(shù)的電子以光子的形式躍遷回價(jià)帶或吸收一定能量后又躍遷回到導(dǎo)帶。因此當(dāng)半導(dǎo)體材料的電子陷阱較深時(shí)，它的發(fā)光效率會(huì)明顯降低。

2.2 發(fā)光特性

由于受量子尺寸效應(yīng)和介電限域效應(yīng)的影響，半導(dǎo)體量子點(diǎn)顯示出獨(dú)特的發(fā)光特性。主要表現(xiàn)為：（1）半導(dǎo)體量子點(diǎn)的發(fā)光性質(zhì)可以通過改變量子點(diǎn)的尺寸來加以調(diào)控；（2）半導(dǎo)體量子點(diǎn)具有較大的斯托克斯位移和較窄而且對(duì)稱的熒光譜峰（半高全寬只有40nm）；（3）半導(dǎo)體量子點(diǎn)具有較高的發(fā)光效率。半導(dǎo)體量子點(diǎn)的發(fā)光特性，除了量子點(diǎn)的三維量子限制作用之外，還有其他諸多因素需要考慮。不過人們通過大膽嘗試與努力探索，已在量子點(diǎn)的發(fā)光特性研究方面取得了很大的進(jìn)展。

3、量子點(diǎn)材料的應(yīng)用

鑒于量子點(diǎn)的獨(dú)特理化性質(zhì)，科學(xué)工作者就量子點(diǎn)材料的應(yīng)用研究開展了大量的工作，研究領(lǐng)域主要集中在納米電子學(xué)、光電子學(xué)、生命科學(xué)和量子計(jì)算等領(lǐng)域，下面介紹一下量子點(diǎn)在這些方面的應(yīng)用。

3.1量子點(diǎn)激光器

用量子線或量子點(diǎn)設(shè)計(jì)并制作微結(jié)構(gòu)激光器的新思想是由日本的兩名年輕的科學(xué)家在1982年提出了，但是由于制備工藝的難度很大而擱淺。隨著技術(shù)的進(jìn)步，到90年代初，利用MBE和MOCVD技術(shù)，通過 Stranski―Krastanow（S―K）模式生長(zhǎng)In（Ga）As/GaAs自組裝量子點(diǎn)等零維半導(dǎo)體材料有了突破性的進(jìn)展，生長(zhǎng)出品格較完整，尺寸較均勻，且密度和發(fā)射率較高的InAs量子點(diǎn)，并于1994年制備出近紅外波段In（Ga）As/GaAs量子點(diǎn)激光器。

3.2量子點(diǎn)紅外探測(cè)器

半導(dǎo)體材料紅外探測(cè)器的研究一直吸引人們非常廣泛的興趣。以量子點(diǎn)作為有源區(qū)的紅外探測(cè)器從理論上比量子阱紅外探測(cè)器具有更大的優(yōu)勢(shì)，這些優(yōu)勢(shì)包括：（1）量子點(diǎn)探測(cè)器可以探測(cè)垂直入射的光，無(wú)需像量子阱探測(cè)器那樣要制作復(fù)雜的光柵；（2）量子點(diǎn)分立態(tài)的間隔大約為50meV-70meV，由于聲子瓶頸效應(yīng)，電子在量子點(diǎn)分立態(tài)上的弛豫時(shí)間比在量子阱能態(tài)上長(zhǎng)，這有利于制造工作溫度高的器件；（3）三維載流子限制降低了熱發(fā)射和暗電流；（4）探測(cè)器不需冷卻，這將會(huì)大大減少陣列和成像系統(tǒng)的尺寸及成本。因此，量子點(diǎn)探測(cè)器已經(jīng)成為光探測(cè)器研究的前沿，并取得了重大進(jìn)展。

3.3 單電子器件

電子器件是基于庫(kù)侖阻塞效應(yīng)和單電子隧道效應(yīng)的基本原理，通過控制在微小隧道結(jié)體系中單個(gè)電子的隧穿過程來實(shí)現(xiàn)特定功能的器件，是一種新型的納米電子器件。

3.4 量子計(jì)算機(jī)

量子計(jì)算機(jī)是一類遵循量子力學(xué)規(guī)律進(jìn)行高速數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算、存儲(chǔ)及處理量子信息的物理裝置。當(dāng)某個(gè)裝置處理和計(jì)算的是量子信息，運(yùn)行的是量子算法時(shí)，它就是量子計(jì)算機(jī)。1998年，Loss和Di Vincenzo描述了利用耦合單電子量子點(diǎn)上的自旋態(tài)來構(gòu)造量子比特，實(shí)現(xiàn)信息傳遞的方法。

除此之外，量子點(diǎn)在生物化學(xué)、分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、藥物篩選、生物大分子相互作用等研究中有極大的應(yīng)用前景。

結(jié)束語(yǔ) 我們相信量子點(diǎn)技術(shù)應(yīng)用的未來出現(xiàn)很多奇跡，隨著對(duì)量子點(diǎn)的深入研究，其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用前景還將更加廣闊。

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篇4

關(guān)鍵詞：光導(dǎo)光導(dǎo)開關(guān)；皮秒；脈沖發(fā)生器

中圖分類號(hào)：TN782 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 (2012) 11-0000-02

準(zhǔn)確可靠的觸發(fā)是脈沖功率技術(shù)研究的重要內(nèi)容。隨著脈沖功率技術(shù)的發(fā)展，觸發(fā)源技術(shù)也日新月異，新型觸發(fā)源不僅要求快導(dǎo)通前沿、高重復(fù)頻率還要有高穩(wěn)定度。上世紀(jì)70年代在線性和非線性兩種模式下，它對(duì)控制光脈沖有很好的響應(yīng)，幾乎可以實(shí)現(xiàn)與光同步，它帶領(lǐng)著脈沖功率觸發(fā)技術(shù)走到了另一個(gè)時(shí)代。

一、光導(dǎo)開光

光導(dǎo)半導(dǎo)體開關(guān)（Photoconductive Semiconductor Switch，PCSS）是超快脈沖激光器和光電半導(dǎo)體相結(jié)合形成的新型器件，通過觸發(fā)光對(duì)半導(dǎo)體材料電導(dǎo)率的控制實(shí)現(xiàn)開關(guān)的關(guān)斷和導(dǎo)通。PCSS具有響應(yīng)速度快（小于0.6ps），重復(fù)率高（GHz量級(jí)）、易于精確同步（觸發(fā)晃動(dòng)僅ps量級(jí)）、不易受電磁干擾（光電隔離）、耐高壓、寄生電感電容小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單靈活等優(yōu)點(diǎn)。隨著研究的不斷深入，至今已能利用光導(dǎo)開光技術(shù)研制太赫茲脈沖發(fā)生器，結(jié)合fs激光觸發(fā)，光導(dǎo)開光可以產(chǎn)生高功率皮秒脈沖和脈寬在ps量級(jí)的電磁輻射，擁有從接近直流到THz級(jí)的超寬頻帶，為超寬帶雷達(dá)的實(shí)現(xiàn)提供了可能。

GaAs光電導(dǎo)開關(guān)是由脈沖激光器與半絕緣GaAs相結(jié)合形成的器件，如圖1所示，基于內(nèi)光電效應(yīng)工作原理。

（一）光導(dǎo)開光結(jié)構(gòu)

常見的光導(dǎo)開關(guān)結(jié)構(gòu)有橫向結(jié)構(gòu)、平面結(jié)構(gòu)和相對(duì)電極結(jié)構(gòu)。根據(jù)光電導(dǎo)開關(guān)的偏置電場(chǎng)和觸發(fā)光脈沖的入射方向關(guān)系可將開關(guān)分為橫向開關(guān)和縱向開關(guān)兩種基本結(jié)構(gòu)，如圖2所示。當(dāng)觸發(fā)光脈沖入射方向與開關(guān)偏置電場(chǎng)方向相互垂直時(shí)，為橫向結(jié)構(gòu)的光電導(dǎo)開關(guān)。當(dāng)觸發(fā)光脈沖入射方向與開關(guān)偏置電場(chǎng)方向相互平行時(shí)，為縱向結(jié)構(gòu)的光電導(dǎo)開關(guān)。

橫向光電導(dǎo)開關(guān)光作用區(qū)域面積大。無(wú)論光的吸收深度是幾微米還是幾百微米，所有光都被激活區(qū)吸收。在線性模式均勻光照條件下，開關(guān)的峰值電流、上升時(shí)間和脈寬僅僅依賴于觸發(fā)光脈沖的幅值、脈寬、載流子復(fù)合時(shí)間和開關(guān)所處電路結(jié)構(gòu)。橫向光電導(dǎo)開關(guān)的缺點(diǎn)是在工作時(shí)，由于偏置電場(chǎng)穿通開關(guān)整個(gè)表面，從而使得開關(guān)的表面擊穿場(chǎng)強(qiáng)遠(yuǎn)小于材料的本征擊穿強(qiáng)度。開關(guān)常常會(huì)出現(xiàn)表面閃絡(luò)或沿面放電等現(xiàn)象，從而大大限制了開關(guān)的耐壓能力和功率容量。

縱向結(jié)構(gòu)開關(guān)可以減少開關(guān)表面電場(chǎng)，從而提高開關(guān)的擊穿電壓。但這種開關(guān)的主要缺點(diǎn)是開關(guān)至少需要一個(gè)透明電極，而這種透明電極的制作工藝非常復(fù)雜。此外開關(guān)芯片的吸收深度對(duì)開關(guān)的瞬態(tài)特性有較大影響。

橫向開關(guān)和縱向開關(guān)各有優(yōu)缺點(diǎn)，具體選用哪一種結(jié)構(gòu)的開關(guān)，要根據(jù)開關(guān)的具體應(yīng)有來決定。由于橫向光電導(dǎo)開關(guān)制作簡(jiǎn)單，有較大光照面積和電導(dǎo)通道，可以用較寬波長(zhǎng)范圍的光來觸發(fā)，因而在制作大功率光電導(dǎo)開關(guān)時(shí)主要采用橫向結(jié)構(gòu)的開關(guān)。

（二）光導(dǎo)開關(guān)半導(dǎo)體材料

光導(dǎo)開關(guān)的發(fā)展與半導(dǎo)體材料技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。在半導(dǎo)體材料的發(fā)展過程中，一般將以硅（Si）為代表的半導(dǎo)體材料稱為第一代半導(dǎo)體材料；將以砷化鎵（GaAs）為代表的化合物半導(dǎo)體稱為第二代半導(dǎo)體材料：將以碳化硅（SiC）為代表的寬禁帶化合物半導(dǎo)體稱為第三代半導(dǎo)體材料。與之相對(duì)應(yīng)，相繼出現(xiàn)了Si光導(dǎo)開關(guān)、GaAs光導(dǎo)開關(guān)和SiC光導(dǎo)開關(guān)。

Si光導(dǎo)開關(guān)，由于Si禁帶寬度窄，載流子遷移率低等特點(diǎn)不適合制作超快大功率光導(dǎo)開關(guān)；GaAs光導(dǎo)開關(guān)，雖然GaAs的大暗態(tài)電阻率和寬禁帶有利于制作大功率器件，但由于GaAs熱導(dǎo)率低、抗高輻射性能較差，運(yùn)行過程中容易出現(xiàn)熱奔和鎖定效應(yīng)，限制了GaAs光導(dǎo)開關(guān)窄高溫、高重復(fù)速率、高功率和高輻射環(huán)境中的使用；SiC光導(dǎo)開關(guān)可以將觸發(fā)光的能力大大降低，但其在高電壓下容易擊穿，在高重復(fù)頻率下容易出現(xiàn)熱擊穿，且只能工作在線性模式下。

二、皮秒脈沖源

項(xiàng)目主要任務(wù)就是研制一個(gè)高穩(wěn)定度快脈沖源裝置，該裝置的主要功能是：接到系統(tǒng)給出的觸發(fā)指令后，打開電光開關(guān)，輸出脈寬約為2ns的光脈沖，驅(qū)動(dòng)光導(dǎo)開關(guān)輸出高壓脈沖信號(hào)。要求輸出的高壓脈沖信號(hào)前沿小于200ps，幅度為3～5kV，系統(tǒng)晃動(dòng)時(shí)間不大于250ps。

本方案的基本工作原理如圖3所示：利用高壓電源對(duì)儲(chǔ)能電容充電，充電完成后，激光器在接到觸發(fā)脈沖指令時(shí)，發(fā)出脈寬為2ns的光脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)光導(dǎo)開關(guān)，儲(chǔ)能電容內(nèi)存儲(chǔ)的能量通過光導(dǎo)開關(guān)釋放到取樣電阻上，輸出高壓脈沖信號(hào)。

本項(xiàng)目技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)主要在于兩個(gè)方面：a.主脈沖波形的質(zhì)量，包括主脈沖的峰值、脈寬、前后沿以及穩(wěn)定性；b.觸發(fā)脈沖至主脈沖1的時(shí)間間隔T1的穩(wěn)定性。為了獲得滿足技術(shù)指標(biāo)要求的主脈沖信號(hào)，主放電回路擬采用光導(dǎo)開關(guān)對(duì)貯能元件進(jìn)行放電。由于光導(dǎo)開關(guān)具有高速導(dǎo)通和關(guān)斷、高穩(wěn)定性的特點(diǎn)，只要選擇合適的基本回路參數(shù)可以確保獲得高質(zhì)量的滿足指標(biāo)要求的主脈沖信號(hào)。電路基本參數(shù)仿真機(jī)波形如圖4、5、6所示。

三、結(jié)論

光導(dǎo)開關(guān)在2ns激光脈沖控制下，輸出高壓脈沖與控制光脈沖響應(yīng)良好，上升時(shí)間169ps，脈寬2ns。利用光導(dǎo)開關(guān)設(shè)計(jì)的皮秒脈沖發(fā)生器可以在重復(fù)頻率下工作，圖7為75kHz下高壓脈沖輸出波形。

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篇5

自上世紀(jì)中期投入應(yīng)用以來，半導(dǎo)體已經(jīng)深入到人們的生活、學(xué)習(xí)和工作的方方面面，給電子工業(yè)帶來革命性的影響。但是這個(gè)時(shí)刻陪伴身邊的半導(dǎo)體究竟是什么？

中國(guó)科學(xué)院王占國(guó)院士同半導(dǎo)體打了一輩子交道，他這樣回答：半導(dǎo)體是介于導(dǎo)體和絕緣體之間的一類材料。它有四個(gè)特點(diǎn)：熱敏性，與金屬不同，半導(dǎo)體的電阻與溫度變化是相反的，電阻越小溫度越高；光敏性，光一照，它的電導(dǎo)就發(fā)生變化；光伏效應(yīng)，光照產(chǎn)生光電壓；整流效應(yīng)，從A端到B端是通的，從B端到A端就不通了。

半導(dǎo)體的特性為我們帶來了無(wú)窮益處：“如發(fā)射一噸重的衛(wèi)星，假如用晶體管代替電子管重量可減輕100千克，就可以節(jié)省9噸的燃料。它不僅廣泛應(yīng)用在航空航天、人造衛(wèi)星等高科技領(lǐng)域，而且是我們生活中不可或缺的：醫(yī)學(xué)上的核磁共振儀，日常用的收音機(jī)、電視機(jī)、洗衣機(jī)、微波爐、電冰箱、電子表、手機(jī)……里面核心控制的設(shè)備都是半導(dǎo)體。半導(dǎo)體應(yīng)該說是無(wú)孔不入、無(wú)處不在?！?/p>

硅作為半導(dǎo)體材料的代表，現(xiàn)在已經(jīng)成為微電子技術(shù)的基礎(chǔ)材料，我們用的電子元器件和電路的90%都是硅材料。使用硅材料做集成電路，產(chǎn)值已達(dá)到每年約3000億美元，由硅材料做成的器件和電路可以拉動(dòng)幾萬(wàn)億美元的電子產(chǎn)業(yè)，半導(dǎo)體硅材料可以說是信息時(shí)代的基礎(chǔ)。

追隨一生的半導(dǎo)體

王占國(guó)1938年12月29日生于河南鎮(zhèn)平。1962年畢業(yè)于南開大學(xué)物理系，同年到中科院半導(dǎo)體所工作。從那時(shí)起，他的人生腳步，就沒有離開過半導(dǎo)體這個(gè)領(lǐng)域。

參加工作以后，王占國(guó)致力于半導(dǎo)體材料光電性質(zhì)和硅太陽(yáng)電池輻照效應(yīng)研究。其中，硅太陽(yáng)電池電子輻照效應(yīng)研究成果為我國(guó)人造衛(wèi)星用硅太陽(yáng)電池定型（由PN改為NP）投產(chǎn)起了關(guān)鍵作用。

1971～1980年，他負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、建成了低溫電學(xué)測(cè)量和光致發(fā)光實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并對(duì)GaAs和其它III-V族化合物半導(dǎo)體材料的電學(xué)、光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究。其中，體GaAs熱學(xué)和強(qiáng)場(chǎng)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及與林蘭英先生一起提出的“GaAs質(zhì)量的雜質(zhì)控制觀點(diǎn)”，對(duì)我國(guó)70年代末純度GaAs材料研制方向的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移和GaAs外延材料質(zhì)量在80年代初達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平貢獻(xiàn)了力量。

1980～1983年，經(jīng)黃昆和林蘭英兩位所長(zhǎng)推薦，他赴國(guó)際著名的深能級(jí)研究中心瑞典隆德大學(xué)固體物理系，從事半導(dǎo)體深能級(jí)物理和光譜物理研究。在該領(lǐng)域權(quán)威H.G.Grimmeiss教授等的支持和合作下，做出了多項(xiàng)有國(guó)際影響的工作：提出了識(shí)別兩個(gè)深能級(jí)共存系統(tǒng)兩者是否是同一缺陷不同能態(tài)新方法，解決了國(guó)際上對(duì)GaAs中A、B能級(jí)和硅中金受主及金施主能級(jí)本質(zhì)的長(zhǎng)期爭(zhēng)論；提出了混晶半導(dǎo)體中深能級(jí)展寬和光譜譜線分裂的物理新模型，解釋了它們的物理實(shí)質(zhì)；澄清和識(shí)別了一些長(zhǎng)期被錯(cuò)誤指派的GaAs中與銅等相關(guān)的發(fā)光中心等。

1984～1993年，在半導(dǎo)體材料生長(zhǎng)及性質(zhì)研究中，提出了GaAs電學(xué)補(bǔ)償五能級(jí)模型和電學(xué)補(bǔ)償新判據(jù)，為提高GaAs質(zhì)量、器件與電路的成品率提供了依據(jù)。與人合作，提出了直拉硅中新施主微觀結(jié)構(gòu)新模型，摒棄了新施主微觀結(jié)構(gòu)直接與氧相關(guān)的傳統(tǒng)觀點(diǎn)，成功地解釋了現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)事實(shí)，預(yù)示了它的新行為；與龔秀英等同事合作，在國(guó)內(nèi)率先開展了超長(zhǎng)波長(zhǎng)銻化物材料生長(zhǎng)和性質(zhì)研究，并首先在國(guó)內(nèi)研制成功InGaAsSb，AlGaAsSb材料及紅外探測(cè)器和激光器原型器件。

他協(xié)助林蘭英先生，開拓了我國(guó)微重力半導(dǎo)體材料科學(xué)研究新領(lǐng)域，首次在太空從熔體中生長(zhǎng)出GaAs單晶并對(duì)其光、電性質(zhì)作了系統(tǒng)研究，受到國(guó)內(nèi)外同行的高度評(píng)價(jià)。

他于1986年任半導(dǎo)體所研究員，材料室主任；1990年任博士生導(dǎo)師，1991～1995年擔(dān)任副所長(zhǎng)；1995年當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院院士。1991～2001年任國(guó)家高技術(shù)新材料領(lǐng)域?qū)＜椅瘑T會(huì)委員、常委、功能材料專家組組長(zhǎng)，因?qū)?63計(jì)劃做出突出貢獻(xiàn)，2001年863計(jì)劃實(shí)施十五周年時(shí)，被科技部授予先進(jìn)個(gè)人稱號(hào)；1996～2000年任國(guó)家S-863計(jì)劃綱要建議軟課題研究新材料技術(shù)領(lǐng)域?qū)＜医M組長(zhǎng)；2003年任國(guó)家材料中長(zhǎng)期科技發(fā)展戰(zhàn)略研究新材料專家組組長(zhǎng)；1997～2002年和2006～2009年任國(guó)家自然科學(xué)基金信息學(xué)部半導(dǎo)體學(xué)科評(píng)審專家組組長(zhǎng)等。此外，還有多種學(xué)術(shù)兼職。

任863專家委員會(huì)委員期間，他積極推動(dòng)了我國(guó)全固態(tài)激光器的研發(fā)和半導(dǎo)體照明事業(yè)的發(fā)展。如今，我國(guó)的半導(dǎo)體白光照明已經(jīng)處于國(guó)際先進(jìn)水平，極大地促進(jìn)了節(jié)能環(huán)保事業(yè)的發(fā)展。

從上世紀(jì)90年代起，他工作的重點(diǎn)已集中在半導(dǎo)體低維結(jié)構(gòu)和量子器件這一國(guó)際前沿研究方面，先后主持和參與負(fù)責(zé)十多個(gè)國(guó)家863、973，國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)，國(guó)家自然科學(xué)基金重大、重點(diǎn)和面上項(xiàng)目以及中科院重點(diǎn)、重大等研究項(xiàng)目。

他和MBE組的同事一起，在成功地研制了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)水平的電子遷移率（4.8K）高達(dá)百萬(wàn)的2DEG材料和高質(zhì)量、器件級(jí)HEMT和P-HEMT結(jié)構(gòu)材料的基礎(chǔ)上，又發(fā)展了應(yīng)變自組裝In（Ga）As/GaAs，InAlAs/AlGaAs/GaAs， InAs/InAlAs/InP和InAs/InGaAs/InP等量子點(diǎn)、量子線和量子點(diǎn)（線）超晶格材料生長(zhǎng)技術(shù)，并初步在納米尺度上實(shí)現(xiàn)了對(duì)量子點(diǎn)（線）尺寸、形狀和密度的可控生長(zhǎng)；首次發(fā)現(xiàn)InP基InAs量子線空間斜對(duì)準(zhǔn)的新現(xiàn)象；成功地制備了從可見光到近紅外的量子點(diǎn)（線）材料，并研制成功室溫連續(xù)工作輸出光功率達(dá)4瓦（雙面之和）的大功率量子點(diǎn)激光器，為當(dāng)時(shí)國(guó)際上報(bào)道的最好結(jié)果之一；紅光量子點(diǎn)激光器和 InGaAs/InAlAs、GaAs/AlGaAs量子級(jí)聯(lián)激光器與探測(cè)器材料及其器件的研究水平也處在國(guó)際的前列；2001年，他作為國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃973項(xiàng)目“信息功能材料相關(guān)基礎(chǔ)問題”的首席科學(xué)家，又提出了柔性襯底的概念，為大失配異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料體系研制開辟了一個(gè)可能的新方向。

上述研究成果曾獲國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)和國(guó)家科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)，中國(guó)科學(xué)院自然科學(xué)一等獎(jiǎng)和中國(guó)科學(xué)院科技進(jìn)步一、二和三等獎(jiǎng)，何梁何利科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)，國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)獎(jiǎng)以及優(yōu)秀研究生導(dǎo)師獎(jiǎng)等十多項(xiàng)；從1983年以來，先后在國(guó)外著名學(xué)術(shù)刊物180多篇，培養(yǎng)博士、碩士和博士后百余名。

新科技革命的起點(diǎn)

硅集成電路的器件尺度不可能無(wú)限減小，摩爾定律在硅器件尺寸減小到一定程度的時(shí)候，會(huì)遇到量子效應(yīng)、功耗問題、隧穿問題等等，這就限制了現(xiàn)有模式的繼續(xù)發(fā)展。國(guó)際上預(yù)計(jì)，2022年硅集成電路器件的最小尺寸將達(dá)到10納米左右。

篇6

關(guān)鍵詞 半導(dǎo)體制冷 珀?duì)栙N效應(yīng) 恒溫箱 制冷片 驅(qū)動(dòng)電路

中圖分類號(hào)：TN37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

便攜式樣品恒溫箱是衛(wèi)生防疫、醫(yī)學(xué)、農(nóng)林畜牧、生物實(shí)驗(yàn)、工業(yè)化工等行業(yè)和大專院校、科研機(jī)構(gòu)、部門實(shí)驗(yàn)室或生產(chǎn)單位的重要的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。由于便攜式樣品恒溫箱具有特定的使用范圍和專業(yè)性強(qiáng)的特點(diǎn)，因此對(duì)該產(chǎn)品有著特別的要求。在各種制冷技術(shù)中，半導(dǎo)體制冷由于具有體積小、重量輕、作用速度快、可靠性高等特點(diǎn)，近年來在國(guó)內(nèi)外得到廣泛的重視，因此，半導(dǎo)體制冷技術(shù)在研發(fā)便攜式樣品恒溫箱產(chǎn)品方面具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。

1 半導(dǎo)體制冷技術(shù)原理及其優(yōu)、缺點(diǎn)

1.1 半導(dǎo)體制冷原理

半導(dǎo)體制冷是建立在溫差電效應(yīng)基礎(chǔ)上的，所以半導(dǎo)體制冷也稱溫差電制冷。如果把兩種不同的金屬導(dǎo)線的一端連在一起，另一端接上直流電源，則一端將會(huì)產(chǎn)生吸熱（制冷）效應(yīng)，另一端產(chǎn)生放熱效應(yīng)（圖1），這就是著名的珀?duì)栙N效應(yīng)。

事實(shí)上，組成溫差電制冷器的材料不是任意兩種不同金屬就能達(dá)到理想效果的。一般是取N型和P型兩種半導(dǎo)體組件組成熱電堆。圖2為半導(dǎo)體制冷器工作原理圖。

直流電流沿回路依次從N型半導(dǎo)體流向P型半導(dǎo)體，然后又從P型半導(dǎo)體流向N型半導(dǎo)體，電流這樣連續(xù)流過去，半導(dǎo)體的A、B兩端便產(chǎn)生吸、放熱現(xiàn)象。如果不斷地把放熱端B的熱量移走，那么A端就不斷地向周圍吸取熱量，從而達(dá)到制冷之目的。

1.2 半導(dǎo)體制冷的優(yōu)、缺點(diǎn)

半導(dǎo)體制冷，它的優(yōu)點(diǎn)十分明顯：制冷迅速，操作簡(jiǎn)單，可靠性強(qiáng)，容易實(shí)現(xiàn)高精度的溫度控制，無(wú)噪音污染和有害物質(zhì)排放，壽命長(zhǎng)，穩(wěn)定性好等。但同時(shí)，也有其缺點(diǎn)：主要表現(xiàn)在制冷系數(shù)低，制冷量小而且電流大。半導(dǎo)體制冷效果主要取決于半導(dǎo)體材料的選擇和熱端散熱冷卻的程度。由于當(dāng)今科技，特別是電子技術(shù)的飛速發(fā)展，世界各國(guó)的科技人員從改進(jìn)半導(dǎo)體材料和開發(fā)新工藝兩方面，做了大量工作，來不斷提高半導(dǎo)體制冷的制冷系數(shù)。在一些制冷量要求小，熱流量大，傳統(tǒng)蒸氣壓縮制冷不方便或不經(jīng)濟(jì)的場(chǎng)合，半導(dǎo)體制冷得到了很多的應(yīng)用。

2 半導(dǎo)體制冷技術(shù)在便攜式樣品恒溫箱的應(yīng)用

由于半導(dǎo)體制冷便攜式樣品恒溫箱采用箱體底部固定連接半導(dǎo)體控溫元件，半導(dǎo)體控溫元件與可充電電池固定連接，箱體的正面左上端固定連接電子溫度控制及顯示裝置，箱體上蓋和箱體內(nèi)壁固定連接保溫層的結(jié)構(gòu)形式，箱體的背后右下端固定連接電源插孔，插入家庭交流電直接使用，也可插接到汽車點(diǎn)煙器上，另外，在沒有交流電的情況下，還可以使用充電電池內(nèi)的電能來控制溫度。

2.3.2 半導(dǎo)體制冷便攜式樣品恒溫箱的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

半導(dǎo)體制冷便攜式樣品恒溫箱的最核心部件是半導(dǎo)體制冷片的控制及驅(qū)動(dòng)電路，因?yàn)榘雽?dǎo)體制冷片根據(jù)流過半導(dǎo)體的電流方向和大小來決定其工作狀態(tài)的（電流的方向決定制冷或者制熱，電流的大小決定制冷或者制熱的程度和效果）。為了使半導(dǎo)體制冷片能夠自動(dòng)進(jìn)行恒溫控制，就必須設(shè)計(jì)好其驅(qū)動(dòng)電路和控制電路。PID控制系統(tǒng)是目前精度較高的技術(shù)，可以用來對(duì)半導(dǎo)體制冷片的電流進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)高精度的控溫效果。

A、總體框圖：見圖5。B、基于H橋的驅(qū)動(dòng)電路：見圖6

當(dāng)設(shè)置OUT3為高、OUT4為低電平，OUT2為低、OUT1為高電平時(shí)，Q3和Q4斷開，Q1和Q2導(dǎo)通，電流由TEC（半導(dǎo)體制冷片）左至右；反之OUT3為低、OUT4為高電平，OUT2為高、OUT1為低電平時(shí)，Q3和Q4導(dǎo)通，Q1和Q2斷開，電流由右至左。通過單片機(jī)PID控制設(shè)置OUT1或者OUT4的PWM（脈沖寬度調(diào)制）波占空比，控制Q1或者Q4的導(dǎo)通時(shí)間來控制TEC的工作時(shí)間，從而達(dá)到控溫的效果。

2.3.3 半導(dǎo)體制冷便攜式樣品恒溫箱半導(dǎo)體制冷器的散熱裝置

熱端散熱冷卻的程度是影響半導(dǎo)體制冷效果的重要因素，所以解決好散熱問題對(duì)制冷效率的提高起到至關(guān)重要的作用。

半導(dǎo)體制冷的幾種散熱方式：（1）自然散熱，采用導(dǎo)熱較好的材料，做成各種散熱器，利用空氣的自然對(duì)流來帶走熱量，優(yōu)點(diǎn)是使用方便，缺點(diǎn)是體積較大；（2）充液散熱，它是用較好的材料做成水箱，用通液體或通水的方法降溫，缺點(diǎn)是用水不方便，浪費(fèi)太大，優(yōu)點(diǎn)是體積小，散熱效果好；（3）強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱，散熱器采用的材料和自然散熱器相同，使用方便，體積比自然散熱小，缺點(diǎn)是增加一個(gè)風(fēng)機(jī)，出現(xiàn)噪音和耗用功率；（4）“熱管”散熱器，是最常用的一種形式，它利用蒸發(fā)潛熱快速傳遞熱量。因此本半導(dǎo)體制冷便攜式樣品恒溫箱的半導(dǎo)體制冷散熱采用熱管散熱。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：熱管散熱熱管采用銅鋁復(fù)合管制成，冷凝段很長(zhǎng)，而蒸發(fā)段很短，工質(zhì)為戊烷，自然對(duì)流散熱。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著目前半導(dǎo)體制冷片已經(jīng)規(guī)模化生產(chǎn)、大功率可充式鋰電池組工藝的成熟、汽車的普及、光伏電池的普及以及高精度半導(dǎo)體制冷式溫度控制系統(tǒng)技術(shù)的成熟和塑料工業(yè)的發(fā)展，為生產(chǎn)出輕便、節(jié)能、環(huán)保、高效的便攜式樣品恒溫箱提供了有利條件。便攜式樣品恒溫箱具有特定的使用環(huán)境和條件的要求，而這些要求與半導(dǎo)體制冷技術(shù)的特點(diǎn)又相符，因此半導(dǎo)體制冷技術(shù)在便攜式樣品恒溫箱及其類似產(chǎn)品的開發(fā)必將得到廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

篇7

對(duì)新材料的政策傾斜并非我國(guó)特有。近年來各國(guó)競(jìng)相發(fā)展新材料占領(lǐng)制高點(diǎn)，多個(gè)國(guó)家制定了推動(dòng)本國(guó)、本地區(qū)的新材料技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展計(jì)劃，在資金上給予大力支持。

資料顯示，世界材料產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值以每年約30%的速度增長(zhǎng)，微電子、光電子、新能源等是研究最活躍、發(fā)展最快、應(yīng)用前景最為投資者所看好的新材料領(lǐng)域。

目前，在我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)、促進(jìn)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展和國(guó)防軍工飛躍的背景下，各行業(yè)對(duì)新材料的突破和應(yīng)用致使我國(guó)對(duì)新材料有著旺盛且急切的需求，國(guó)家對(duì)發(fā)展新材料的扶持政策加碼是必然選擇。

未來，新材料產(chǎn)業(yè)或?qū)⒈欢ㄐ詾椤皣?guó)民經(jīng)濟(jì)的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)”，國(guó)家也將在經(jīng)費(fèi)投入、規(guī)劃制定、產(chǎn)業(yè)政策和成果轉(zhuǎn)化等方面給予支持，新材料投資也必將迎來新的機(jī)遇。

在此背景下，我們特別選出新材料領(lǐng)域近年來最熱門的特種金屬功能材料，對(duì)其發(fā)展現(xiàn)狀和未來趨勢(shì)進(jìn)行研究，以饗讀者。

新興產(chǎn)業(yè)的必備材料

特種金屬功能材料是指具有獨(dú)特的聲、光、電、熱、磁等性能的金屬材料。《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》將我國(guó)新材料分成6大領(lǐng)域，其種金屬功能材料就是新材料產(chǎn)業(yè)體系的重要組成部分。

近年來被各國(guó)爭(zhēng)相發(fā)展的新能源汽車、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、LED照明、核電等領(lǐng)域的生產(chǎn)或者使用過程中，特種金屬材料也被屢屢提及。從用途上看，特種金屬功能新材料可以被廣泛應(yīng)用于機(jī)械裝備、汽車、航空航天、海洋工程、家電、船舶、電子、化工、醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域，其發(fā)展水平直接影響整個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

不僅如此，特種金屬功能新材料也是軍用飛機(jī)、坦克、軍用電子等眾多軍工產(chǎn)品生產(chǎn)所需的關(guān)鍵材料，與國(guó)家安全密不可分。因此，無(wú)論是從國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展方面還是國(guó)家安全的保障方面考慮，特種金屬功能材料的發(fā)展都具有重要的戰(zhàn)略意義。

根據(jù)《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，特種金屬功能新材料又被細(xì)分為稀土功能材料、稀有金屬材料、半導(dǎo)體材料及其他功能合金材料四大類。

先說特種金屬功能新材料的第一大類――稀土功能材料。稀土功能材料包括磁性材料、發(fā)光材料、催化材料、儲(chǔ)氫材料等?；谙⊥临Y源的優(yōu)勢(shì)地位，我國(guó)稀土功能材料發(fā)展迅速，稀土永磁材料、發(fā)光材料、儲(chǔ)氫材料、拋光材料等均占世界產(chǎn)量的70%以上。

其中，稀土磁體材料產(chǎn)量增長(zhǎng)最為迅速，2012年我國(guó)稀土永磁材料產(chǎn)量達(dá)8.96萬(wàn)噸，較2008年增長(zhǎng)81.7%。稀土發(fā)光材料目前已形成節(jié)能燈用稀土發(fā)光材料、顯示器用稀土發(fā)光材料和特種光源用稀土發(fā)光材料三大主流產(chǎn)品，隨著全球節(jié)能照明和消費(fèi)電子的快速發(fā)展，發(fā)光材料新技術(shù)、新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。

稀土催化材料則隨著汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提升，尾氣凈化器產(chǎn)量不斷增長(zhǎng)而快速增長(zhǎng)。2012年用于尾氣凈化器的稀土催化材料比2008年增長(zhǎng)了62.6%。

此外，由于中國(guó)儲(chǔ)氫合金生產(chǎn)技術(shù)尚未成熟，稀土儲(chǔ)氫材料的發(fā)展相對(duì)緩慢，近年來產(chǎn)量并未有明顯增長(zhǎng)，反而在稀土價(jià)格上漲后呈現(xiàn)明顯的下滑。

總體來看，盡管近幾年我國(guó)稀土功能材料取得了較大發(fā)展，但產(chǎn)品質(zhì)量相對(duì)低下，技術(shù)水平仍待提高。如稀土磁體材料領(lǐng)域，我國(guó)高性能稀土磁體材料全球市場(chǎng)份額不足10%；高端熒光粉領(lǐng)域，中國(guó)白光LED熒光粉占全球比重不足10%，CCFL熒光粉僅有小批量生產(chǎn)，PDP熒光粉市場(chǎng)尚屬空白。

特種金屬功能材料的第二大類是稀有金屬功能材料，它主要包括鎢鉬材料、鉭鈮材料、稀貴金屬材料及核級(jí)稀有金屬材料。

其中，近年來發(fā)展最快的是鎢鉬材料，但與世界先進(jìn)水平相比，我國(guó)鎢鉬加工產(chǎn)業(yè)還存在著相當(dāng)大的差距，大部分企業(yè)裝備仍較為粗糙、落后。

鉭鈮材料也是近年發(fā)展較快的稀有金屬功能材料。我國(guó)已具備了鉭金屬及合金制品、鈮金屬及合金制品的生產(chǎn)能力，并成為鉭鈮材料生產(chǎn)大國(guó)，擁有寧夏東方鉭業(yè)股份有限公司、九江有色金屬冶煉有限公司、肇慶多羅山藍(lán)寶石稀有金屬有限公司等世界著名企業(yè)。2012年，我國(guó)電容器用鉭粉占世界總產(chǎn)量的比重為25%，電容器用鉭絲產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量60%以上。但總體來看，目前我國(guó)鉭鈮冶煉加工企業(yè)工業(yè)產(chǎn)品高端品種偏少、技術(shù)含量不高，與國(guó)際先進(jìn)水平相比，企業(yè)規(guī)模、生產(chǎn)技術(shù)以及科技研發(fā)水平均存在一定差距。

加快推進(jìn)核級(jí)稀有金屬材料國(guó)產(chǎn)化是當(dāng)前的主要任務(wù)。鋯合金是重要的核電機(jī)組堆芯結(jié)構(gòu)材料，但我國(guó)現(xiàn)役核電機(jī)組堆芯結(jié)構(gòu)使用的絕大部分鋯合金材料仍然需要進(jìn)口。同樣，核工業(yè)中銀銦鎘材料受限于我國(guó)熔煉、熱處理、精整和成型技術(shù)和設(shè)備制約，目前也大多采用進(jìn)口。

特種金屬功能新材料的第三大類是半導(dǎo)體材料，它主要包括半導(dǎo)體硅材料、新型半導(dǎo)體材料及薄膜光伏材料。

近幾年我國(guó)硅材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但半導(dǎo)體硅材料發(fā)展十分緩慢。2009-2012年我國(guó)半導(dǎo)體用多晶硅的產(chǎn)量年均增速不足10%。雖然目前我國(guó)半導(dǎo)體硅材料擁有一定的生產(chǎn)能力，但仍與國(guó)際先進(jìn)水平存在較大差距。如我國(guó)半導(dǎo)體硅材料只能滿足國(guó)內(nèi)對(duì)4-6英寸硅外延片和4-6英寸重?fù)焦柰庋右r底片的需求，滿足國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)高阻拋光硅片的部分需求，但國(guó)內(nèi)所需的8英寸及12英寸硅拋光片仍有大部分需要進(jìn)口。

雖然我國(guó)十分重視新型半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展，但由于我國(guó)研發(fā)基礎(chǔ)較為薄弱，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新成果較少，產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢。我國(guó)已經(jīng)具備了藍(lán)寶石、砷化鎵等新型半導(dǎo)體材料的生產(chǎn)能力，但大多數(shù)企業(yè)自主研發(fā)能力較差，低端產(chǎn)品較多，產(chǎn)品的性能指標(biāo)與國(guó)外存在較大差距。目前，國(guó)內(nèi)所需的高端新型半導(dǎo)體材料仍需進(jìn)口。

除上述三類外的高性能靶材、先進(jìn)儲(chǔ)能材料、新型銅合金、硬質(zhì)合金材料等都被劃分為特種金屬功能新材料的第四大類――其他功能合金材料，在產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面也存在迫切需求。

存在的問題

近幾年我國(guó)特種金屬功能新材料的發(fā)展取得了一定成績(jī)，如稀土永磁材料生產(chǎn)規(guī)模不斷增大，硬質(zhì)合金產(chǎn)業(yè)空間布局不斷優(yōu)化，難冶鎢資源深度開發(fā)應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)獲得突破，科力遠(yuǎn)、中科三環(huán)等骨干企業(yè)迅速成長(zhǎng)。但是，我國(guó)特種金屬功能材料發(fā)展與國(guó)外先進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在較大差距，產(chǎn)業(yè)發(fā)展也存在一些問題。主要表現(xiàn)在：

第一，部分關(guān)鍵材料依賴進(jìn)口。

有些材料仍然停留在實(shí)驗(yàn)室技術(shù)研發(fā)階段，國(guó)內(nèi)尚未實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，完全依賴進(jìn)口，如超高純度金屬的濺射靶材、高純度多晶硅等；而有些則是國(guó)內(nèi)擁有生產(chǎn)能力，但產(chǎn)量、性能和質(zhì)量不能滿足要求，如平板顯示器所需要的基板玻璃、液晶材料、光學(xué)元件等關(guān)鍵材料大部分仍依賴進(jìn)口。

第二，自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)。

長(zhǎng)期以來，以跟蹤模仿為主、自主創(chuàng)新能力薄弱成為制約當(dāng)前新材料發(fā)展的重要問題。以“硅材料提純-硅晶片生產(chǎn)-電池片生產(chǎn)-組件封裝”的光伏產(chǎn)業(yè)鏈為例，其產(chǎn)業(yè)鏈上游的高純度硅料生產(chǎn)技術(shù)含量高，附加值高，但由于我國(guó)多晶硅提純技術(shù)缺失，我國(guó)光伏企業(yè)的主要業(yè)務(wù)集中于低附加值的“電池片生產(chǎn)”和“組件封裝”，我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)處于有規(guī)模無(wú)技術(shù)的局面。

第三 ，研發(fā)投入不足是制約我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)問題，主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：一是研發(fā)人才的投入不足。新材料產(chǎn)業(yè)缺乏高層次的工程技術(shù)人員和管理人才，尤其是缺乏創(chuàng)新型領(lǐng)軍人物以及復(fù)合型、外向型人才。而且，吸引高層次人才的機(jī)制環(huán)境仍需改善。

二是研發(fā)資金投入不足。以我國(guó)硬質(zhì)合金領(lǐng)域?yàn)槔浼夹g(shù)研發(fā)費(fèi)用占銷售收入的比重不足3%，比高新技術(shù)型企業(yè)5%的比例低兩個(gè)百分點(diǎn)。

三是技術(shù)創(chuàng)新所用的試驗(yàn)設(shè)備、儀器等物品特別是專用設(shè)備的投入力度仍待加強(qiáng)，如高溫測(cè)試儀、超聲檢測(cè)儀、氧氮分析儀、掃描電子顯微鏡等專用設(shè)備價(jià)格昂貴，投入嚴(yán)重不足。

第四，產(chǎn)學(xué)研用體系仍待完善。雖然目前我國(guó)政府積極組織搭建服務(wù)平臺(tái)，推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研用緊密結(jié)合，也取得了一些成績(jī)，但產(chǎn)學(xué)研用嚴(yán)重脫節(jié)的問題并沒有實(shí)質(zhì)性改變，特別是特種功能金屬新材料涉及范圍廣泛，更需要產(chǎn)學(xué)研用密切結(jié)合，才能促進(jìn)其快速發(fā)展。

第五，特種金屬功能新材料平臺(tái)建設(shè)有待加強(qiáng)。我國(guó)已經(jīng)建成一批特種功能金屬材料國(guó)家和省部級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、工程技術(shù)中心等研發(fā)平臺(tái)，建立了一批創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)服務(wù)平臺(tái)，但公共服務(wù)平臺(tái)仍需進(jìn)一步完善。如研發(fā)平臺(tái)所需的研發(fā)設(shè)備、人員隊(duì)伍等配套能力仍待加強(qiáng)；創(chuàng)新服務(wù)平臺(tái)的數(shù)量還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要；公共服務(wù)平臺(tái)的服務(wù)能力有待進(jìn)一步提高；國(guó)家級(jí)的共性技術(shù)研發(fā)平臺(tái)和信息共享平臺(tái)缺乏等。

針對(duì)上述情況，我們對(duì)我國(guó)特種功能金屬新材料行業(yè)的發(fā)展提出如下建議。

第一，未來還應(yīng)加強(qiáng)特種金屬功能新材料的重大科研攻關(guān)，提高我國(guó)特種金屬功能新材料的自身保障能力。對(duì)于完全進(jìn)口的特種功能金屬新材料品種，設(shè)立重大攻關(guān)項(xiàng)目，對(duì)關(guān)鍵新材料的生產(chǎn)技術(shù)、工藝設(shè)備等制約瓶頸進(jìn)行科研攻關(guān)；致力于高品質(zhì)、高性能產(chǎn)品的研發(fā)和技術(shù)改進(jìn)，并積極推進(jìn)產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展。

第二，夯實(shí)創(chuàng)新基礎(chǔ)，提升自主創(chuàng)新水平。打造一批產(chǎn)業(yè)人才高地，形成一批國(guó)內(nèi)一流的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)；積極落實(shí)國(guó)家鼓勵(lì)企業(yè)自主創(chuàng)新的財(cái)稅優(yōu)惠政策，創(chuàng)造良好的創(chuàng)新環(huán)境。

篇8

深陷舊經(jīng)營(yíng)模式困境

雖然保持著技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但日本企業(yè)近年在盈利方面的表現(xiàn)乏善可陳，一些企業(yè)甚至連年虧損。

2011年爆發(fā)的東日本大地震導(dǎo)致日本國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)環(huán)境嚴(yán)重惡化，日本企業(yè)經(jīng)營(yíng)雪上加霜。例如，日本45家主要半導(dǎo)體企業(yè)中，37家銷售出現(xiàn)同比負(fù)增長(zhǎng)，25家企業(yè)陷入赤字困境。作為日本唯一的DRAM生產(chǎn)商，爾必達(dá)公司因長(zhǎng)期虧損而于2012年2月宣布破產(chǎn)。有日本半導(dǎo)體標(biāo)桿企業(yè)之稱的瑞薩電子竟也出現(xiàn)史無(wú)前例的626億日元巨虧。索尼、松下和夏普等三大集團(tuán)2011年度的赤字合計(jì)1.7萬(wàn)億日元。

可見，憑借技術(shù)優(yōu)勢(shì)攻城掠寨獲得市場(chǎng)份額的傳統(tǒng)發(fā)展模式已嚴(yán)重受阻，以垂直一體化經(jīng)營(yíng)模式為主的日本企業(yè)開始陷入經(jīng)營(yíng)困境。換句話說，經(jīng)營(yíng)模式困境是日本企業(yè)“高技術(shù)低利潤(rùn)”悖論的關(guān)鍵。

事實(shí)上，伴隨著經(jīng)濟(jì)全球化不斷深化以及IT等信息技術(shù)革命，一場(chǎng)席卷全球的模塊化（Modularity）浪潮已經(jīng)帶來深刻的經(jīng)營(yíng)模式革命。始于1962年IBM360設(shè)計(jì)革命的模塊化，很快就以其高效率而在計(jì)算機(jī)及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)內(nèi)迅速普及。20世紀(jì)90年代，它又迅速向其他產(chǎn)業(yè)拓展蔓延，汽車產(chǎn)業(yè)界的平臺(tái)化趨勢(shì)就是典型代表，最成功案例就是大眾汽車公司所推行的四大平臺(tái)戰(zhàn)略。

以半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的模塊化為例，它經(jīng)歷了四大階段：“全能企業(yè)”階段，即垂直一體化的IDM；材料與設(shè)備分離階段，形成IC、設(shè)備與材料等三大子體系；半導(dǎo)體前、后工程分離階段，封裝與測(cè)試等后工程向勞動(dòng)密集的新興國(guó)家大規(guī)模轉(zhuǎn)移；設(shè)計(jì)分離階段，開始涌現(xiàn)像美國(guó)LSI Logic公司那樣專門從事IC設(shè)計(jì)的企業(yè)（Fabless）。

然而，在這場(chǎng)經(jīng)營(yíng)模式革命中，日本企業(yè)卻普遍沉醉于所謂的“磨合型”優(yōu)勢(shì)，認(rèn)為垂直一體化仍是汽車等復(fù)雜產(chǎn)品的最佳方式。于是，東芝、富士通、索尼、松下等大量電子企業(yè)繼續(xù)保持了IDM模式。20世紀(jì)90年代后，日本半導(dǎo)體企業(yè)陷入腹背受敵的困境：一方面是韓國(guó)企業(yè)在DRAM等領(lǐng)域迅速趕超，另一方面美國(guó)已占領(lǐng)半導(dǎo)體設(shè)計(jì)高端，全球頂尖Fabless廠商多為美國(guó)企業(yè)。豐田等日本汽車企業(yè)也遭受大眾因?qū)嵤┢脚_(tái)化戰(zhàn)略而大幅降低成本的巨大壓力。

悄然轉(zhuǎn)移產(chǎn)業(yè)鏈上游

在經(jīng)濟(jì)學(xué)家普遍稱之為“失落的二十年”間，日本企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力真的喪失殆盡、滿盤皆輸了嗎？在《日本經(jīng)濟(jì)新聞》去年7月進(jìn)行的一次全球市場(chǎng)份額調(diào)查顯示，全部50個(gè)品目中，日本企業(yè)共奪得了12個(gè)第一。除了汽車、攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)之外，日本企業(yè)的優(yōu)勢(shì)更多集中在高性能材料和零部件領(lǐng)域，例如東麗公司的碳素纖維、日亞化學(xué)工業(yè)公司白色LED、索尼公司CMOS傳感器技術(shù)以及瑞薩電子的微電腦技術(shù)等。

也就是說，在“失落”的過程中，日本企業(yè)正在悄然從全球產(chǎn)業(yè)鏈下游向上游戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移。同樣以日本外貿(mào)數(shù)字為例，1999―2009年間，日本出口到中國(guó)以及東盟的半成品已經(jīng)從643億美元，快速攀升至1416億美元，升幅高達(dá)120%。日本從一個(gè)最終產(chǎn)品的制造者，悄然變身為“全球制造體系再分工”的上游供應(yīng)者，它適應(yīng)了以中國(guó)為主導(dǎo)的東亞成為全球制造中心的事實(shí)。

而且，日本所提供的半成品多是高技術(shù)含量型產(chǎn)品。以素有“工業(yè)大米”之稱的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)為例，它占據(jù)了37%的半導(dǎo)體裝置和66%的半導(dǎo)體材料市場(chǎng)，某些領(lǐng)域甚至超過一半乃至90%以上份額形成壟斷地位，如電子束掃描、顯影以及切割裝置等。東京電子、尼康、佳能等的半導(dǎo)體生產(chǎn)裝置，信越化學(xué)、SUMCO、東京應(yīng)化等廠商的半導(dǎo)體材料，均成為全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的重要構(gòu)成。此外，日本還被稱為“微控制器（MCU）王國(guó)”，在微控制器領(lǐng)域前十名中日本擠占4席，有5家日本企業(yè)躋身LSI廠商的全球前十位。

告別“全能”結(jié)構(gòu)變革

從1999年開始，日本終于迎來了以傳統(tǒng)IDM為主的電子企業(yè)大規(guī)模改革。這場(chǎng)“跨企業(yè)、以業(yè)務(wù)重組為目標(biāo)”的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整具有多個(gè)特征：一是紛紛告別“全能企業(yè)”經(jīng)營(yíng)模式；二是采取“選擇與集中”戰(zhàn)略，發(fā)展優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域；三是突破保守傳統(tǒng)，實(shí)施跨國(guó)間企業(yè)整合重組。

改革之初，東芝、富士通、索尼、松下、三洋、沖電氣工業(yè)等大企業(yè)都宣布退出DRAM方式的存儲(chǔ)業(yè)務(wù)，NEC和日立以及三菱電機(jī)之間重組DRAM，成立了日本唯一一家以DRAM業(yè)務(wù)為核心的爾必達(dá)存儲(chǔ)公司。在系統(tǒng)LSI業(yè)務(wù)方面，日立與三菱電機(jī)之間進(jìn)行業(yè)務(wù)重組，成立了瑞薩科技公司，2010年NEC又參與進(jìn)來，成立了新的瑞薩電子公司，成為日本也是世界最大的微控制器企業(yè)。除沖電氣工業(yè)的LSI業(yè)務(wù)加盟羅姆之外，大多數(shù)電機(jī)企業(yè)仍然繼續(xù)保留并重點(diǎn)發(fā)展了系統(tǒng)LSI業(yè)務(wù)，紛紛在公司內(nèi)部成立專門的半導(dǎo)體企業(yè)，如東芝、富士通、索尼、松下以及三洋等。

大規(guī)模業(yè)務(wù)重組為日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)復(fù)興帶來新的活力，出現(xiàn)了專業(yè)化、協(xié)作化和高端化等新的產(chǎn)業(yè)分工趨勢(shì)，如瑞薩電子迅速占領(lǐng)了世界微控制器的主導(dǎo)地位。但是，相對(duì)于全球產(chǎn)業(yè)“設(shè)計(jì)與制造分離”的快速發(fā)展趨勢(shì)而言，此次跨企業(yè)的大規(guī)模改革仍顯得不夠徹底，于是以企業(yè)為單元的結(jié)構(gòu)改革開始深化。

篇9

商務(wù)談判調(diào)研報(bào)告篇01第五組

組長(zhǎng)：吳曉平

成員：何艷霞

張 莉

董藍(lán)娟

關(guān)春燕

張瑞芳

鄭芳麗

頓 丹

郭 露

談判背景資料：

天津半導(dǎo)體工廠欲改造其生產(chǎn)線，需要采購(gòu)設(shè)備、備件和技術(shù)。適合該廠的供應(yīng)商在美國(guó)，日本各地均可找到兩家以上。正在此時(shí)，香港某生產(chǎn)商的推銷人員去天津訪問，找到該廠采購(gòu)人員表示可以為該廠提供所需的設(shè)備和技術(shù)。由于香港客商講中文，又是華人，很快關(guān)系就熟悉了。工廠表示了采購(gòu)意向，但由于香港生產(chǎn)商的知名度較低，天津半導(dǎo)體工廠對(duì)其產(chǎn)品一直存有疑慮，于是答應(yīng)安排一次談判，對(duì)相關(guān)事宜進(jìn)行商談。我們第五組在主談人員吳曉平的帶領(lǐng)下，與第六組即香港供應(yīng)商進(jìn)行談判。下面是我們?cè)谂c其談判前做的調(diào)查工作： 公司企業(yè)背景資料：

天津中環(huán)半導(dǎo)體股份有限公司是一家集科研、生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、創(chuàng)投于一體的國(guó)有控股高新技術(shù)企業(yè)，擁有獨(dú)特的半導(dǎo)體材料-節(jié)能型半導(dǎo)體器件和新能源材料-新能源器件雙產(chǎn)業(yè)鏈。該公司是在深圳證券交易所上市的公眾公司，股票代碼002129。注冊(cè)資本482,829,608元，總資產(chǎn)達(dá)20.51 億。年銷售額超過2億元,產(chǎn)品行銷全國(guó)并遠(yuǎn)銷海外18個(gè)國(guó)家和地區(qū)。高壓硅堆產(chǎn)銷量居世界第1位，國(guó)際市場(chǎng)占有率達(dá)到43%，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)到57%。微波爐用高壓硅堆國(guó)際市場(chǎng)占有率達(dá)到55%。 在單晶硅材料領(lǐng)域，形成了以直拉硅棒、區(qū)熔硅棒、直拉硅片、區(qū)熔硅片為主的四大產(chǎn)品系列，是中國(guó)硅單晶品種最齊全的廠家之一, 區(qū)

熔硅單晶的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率在65%以上，產(chǎn)量和市場(chǎng)占有率已連續(xù)5年居國(guó)內(nèi)同行業(yè)首位，產(chǎn)銷規(guī)模居世界第三位 ， 公司現(xiàn)有專利技術(shù)15項(xiàng)，專有技術(shù)200多項(xiàng)，形成了一系列自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。公司致力于半導(dǎo)體節(jié)能和新能源產(chǎn)業(yè)，是一家集半導(dǎo)體材料-新能源材料和節(jié)能型半導(dǎo)體器件-新能源器件科研、生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、創(chuàng)投于一體的國(guó)有控股企業(yè)，擁有全球獨(dú)特的雙產(chǎn)業(yè)鏈，是天津市高新技術(shù)企業(yè)，擁有1個(gè)博士后科研工作站、2家省部級(jí)研發(fā)中心。 且憑借獨(dú)特的產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)、持續(xù)不斷的技術(shù)創(chuàng)新能力和友好的商業(yè)界面，進(jìn)一步完善以節(jié)能型產(chǎn)品和新能源產(chǎn)品為導(dǎo)向的產(chǎn)業(yè)格局，為股東、合作伙伴、員工創(chuàng)造最大價(jià)值，實(shí)現(xiàn)企業(yè)、社會(huì)、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

、市場(chǎng)環(huán)境調(diào)研：

自20xx年天津?yàn)I海新區(qū)納入國(guó)家xx規(guī)劃和國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略，并批準(zhǔn)濱海新區(qū)為國(guó)家綜合配套改革試驗(yàn)區(qū)，天津的經(jīng)濟(jì)重新展現(xiàn)出活力，并被譽(yù)為中國(guó)經(jīng)濟(jì)第三增長(zhǎng)極20xx年3月22日國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議，將天津完整定位為國(guó)際港口城市、北方經(jīng)濟(jì)中心、生態(tài)城市 ，從此京津之間的北方經(jīng)濟(jì)中心之爭(zhēng)，終于落下帷幕。20xx年起，開始落戶天津舉辦，匯聚了數(shù)千全球政界、商界和學(xué)界精英人士參與討論世界經(jīng)濟(jì)議題，而夏季達(dá)沃斯論壇的永久會(huì)址位于建設(shè)中的北塘國(guó)際會(huì)議中心。截至20xx年，世界500強(qiáng)跨國(guó)公司已有150家在天津落地生根，投資項(xiàng)目共396個(gè)，合同外資額達(dá)81億美元。[10] 中國(guó)社會(huì)科學(xué)院在

二、市場(chǎng)需求調(diào)研：

由于城鎮(zhèn)居民收入水平大幅提高，居民消費(fèi)水平也顯著提高。20xx年天津市人均消費(fèi)支出11,141元，比20xx年增長(zhǎng)了57.5%。城鎮(zhèn)居民的消費(fèi)結(jié)構(gòu)正在向享受型和發(fā)展型轉(zhuǎn)變，故人們的消費(fèi)觀念也會(huì)隨之提高，對(duì)高檔品的需求會(huì)越來越高，所以該產(chǎn)品市場(chǎng)需求空間很大。

三、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)狀況：

公司單晶硅品種齊全，其中區(qū)熔系列單晶硅產(chǎn)品產(chǎn)銷規(guī)模全球排名第三、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額超過70%，產(chǎn)量和市場(chǎng)占有率已連續(xù)多年居國(guó)內(nèi)同行業(yè)首位;直拉單晶及硅片技術(shù)和產(chǎn)銷規(guī)模方面居國(guó)內(nèi)前列;拋光片產(chǎn)業(yè)采用國(guó)際一流的新技術(shù)、新工藝流程，獨(dú)立開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大直徑硅拋光片生產(chǎn)技術(shù)，研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化水平處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先位置;太陽(yáng)能硅材料產(chǎn)業(yè)經(jīng)過產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)驗(yàn)證，與國(guó)內(nèi)同行業(yè)相比單位兆瓦直拉晶體生長(zhǎng)投資下降了33%以上，生產(chǎn)效率提高了60%以上，生產(chǎn)成本降低了25%以上;半導(dǎo)體整流器件產(chǎn)業(yè)經(jīng)過多年技術(shù)創(chuàng)新的積淀，掌握了從芯片到封裝的全套核心技術(shù);節(jié)能型半導(dǎo)體功率器件產(chǎn)業(yè)在凈化間設(shè)計(jì)、動(dòng)力配套、裝備水平、產(chǎn)品品種、產(chǎn)品技術(shù)方面均處于國(guó)內(nèi)同行業(yè)領(lǐng)先水平。所以該公司潛力很大，能為它提供設(shè)備和技術(shù)的供應(yīng)商有很多。如：1)羅姆(ROHM)半導(dǎo)體集團(tuán)是全球著名半導(dǎo)體廠商之一，創(chuàng)立于1958年，是總部位于日本京都市的跨國(guó)集團(tuán)公司。品質(zhì)第一是羅姆的一貫方針。我們始終將產(chǎn)品質(zhì)量放在第一位。歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，羅姆的生產(chǎn)、銷售、研發(fā)網(wǎng)絡(luò)遍及世界各地。產(chǎn)

品涉及多個(gè)領(lǐng)域，其中包括IC、分立半導(dǎo)體、光學(xué)半導(dǎo)體、被動(dòng)元件以及模塊產(chǎn)品。在世界電子行業(yè)中，羅姆的眾多高品質(zhì)產(chǎn)品得到了市場(chǎng)的許可和贊許，成為系統(tǒng)IC和最新半導(dǎo)體技術(shù)方面首屈一指的主導(dǎo)企業(yè)。羅姆十分重視中國(guó)市場(chǎng)，已陸續(xù)在全國(guó)設(shè)立多家代表機(jī)構(gòu)，在大連和天津先后開設(shè)工廠，并在上海和深圳設(shè)立技術(shù)中心和品質(zhì)保證中心提供技術(shù)和品質(zhì)支持。在天津進(jìn)行晶體管、二極管、LED、半導(dǎo)體激光、LED顯示器的生產(chǎn)、在大連進(jìn)行電源模塊、熱敏打印頭、多線傳感頭、光電模塊的生產(chǎn)，作為羅姆半導(dǎo)體集團(tuán)的主力生產(chǎn)基地，源源不斷地向中國(guó)國(guó)內(nèi)外提供高品質(zhì)產(chǎn)品。 2)美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司(National Semiconductor)簡(jiǎn)稱國(guó)半或者國(guó)家半導(dǎo)體，成立于1959年，是著名的模擬和混合信號(hào)半導(dǎo)體制造商，也是半導(dǎo)體工業(yè)的先驅(qū)。公司總部設(shè)在美國(guó)加州。國(guó)半公司致力于利用一流的模擬和數(shù)字技術(shù)為信息時(shí)代創(chuàng)造高集成度的解決方案。它的生產(chǎn)網(wǎng)點(diǎn)遍布全球，在美國(guó)德克薩斯州、緬因州和蘇格蘭建有晶片制造廠，在馬來西亞和新加坡建有檢驗(yàn)中心和裝配廠。美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體是先進(jìn)的模擬技術(shù)供應(yīng)商，一直致力促進(jìn)信息時(shí)代的技術(shù)發(fā)展。該公司將現(xiàn)實(shí)世界的模擬技術(shù)與先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)結(jié)合一起，并利用這些集成技術(shù)致力開發(fā)各種模擬半導(dǎo)體產(chǎn)品，其中包括電源管理、圖像處理、顯示驅(qū)動(dòng)器、音頻系統(tǒng)、放大器及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等方面的獨(dú)立式設(shè)備及子系統(tǒng)。該公司主要以無(wú)線產(chǎn)品、顯示器、個(gè)人計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)，及各種不同的便攜式產(chǎn)品為市場(chǎng)目標(biāo)。NS(美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司)是推動(dòng)信息時(shí)展的領(lǐng)先模擬技術(shù)公司。國(guó)半將真實(shí)世界的模擬技術(shù)和完美工藝的數(shù)字技術(shù)相結(jié)合，專注基于模擬技術(shù)的半導(dǎo)體產(chǎn)品，包括電源管理、圖像技術(shù)、顯示驅(qū)動(dòng)器、音頻、放大器和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域的獨(dú)立元件和子系統(tǒng)。國(guó)半關(guān)鍵的目標(biāo)市場(chǎng)包括無(wú)線應(yīng)用、顯示器、PC、網(wǎng)絡(luò)和各種便攜式應(yīng)用。 3)天津市環(huán)歐半導(dǎo)體材料技術(shù)有限公司是從事半導(dǎo)體材料硅單晶、硅片的生產(chǎn)企業(yè)。擁有40余年的生產(chǎn)歷史和專業(yè)經(jīng)驗(yàn)，形成了以直拉硅單晶、區(qū)熔硅單晶、直拉硅片、區(qū)熔硅片為主的四大產(chǎn)品系列，是中國(guó)硅單晶品種最齊全的廠家之一。

四、企業(yè)內(nèi)部環(huán)境：

公司試驗(yàn)室具有SEM顯微鏡分析、X射線、SRP測(cè)試等高端分析設(shè)備和HTRB、PCT、熱電阻等可靠性試驗(yàn)設(shè)備，能夠滿足半導(dǎo)體產(chǎn)品的大部分可靠性測(cè)試試驗(yàn)。公司還擁有版圖設(shè)計(jì)、工藝與器件仿真等軟件平臺(tái)，可以提高新品開發(fā)的效率。功率器件事業(yè)部與國(guó)內(nèi)外多家原材料供應(yīng)商、光刻版制造公司、設(shè)計(jì)公司、封裝/測(cè)試公司、設(shè)備制造商，等建立了長(zhǎng)期的戰(zhàn)略合作關(guān)系，可以為產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)行新產(chǎn)品的試作、量產(chǎn)等提供豐富的資源和強(qiáng)有力的支持，大大縮短研發(fā)流片周期，提高研發(fā)效率;

公司的高壓硅堆優(yōu)勢(shì)明顯：1)CRT電視機(jī)及顯示器市場(chǎng)，公司市場(chǎng)占有率為60%，其余市場(chǎng)主要被日本富士電機(jī)公司、日本三肯公司、日本日立公司和江蘇皋鑫電子有限公司等公司占據(jù)，在該領(lǐng)域公司在技術(shù)和市場(chǎng)方面具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì);

2)微波爐市場(chǎng)，公司占據(jù)了43%的市場(chǎng)份額;3)在CRT電視機(jī)、顯示器以外的市場(chǎng)，日本公司具有傳統(tǒng)形成的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。國(guó)內(nèi)主要同行廠家有：江蘇如皋皋鑫電子有限公司、樂山無(wú)線電股份有限公司、重慶平洋電子有限公司、鞍山市電子電力公司。而公司20xx年的年銷量達(dá)到7.3億支，超過以上四個(gè)同行廠家年銷量總和的一倍以上，規(guī)模優(yōu)勢(shì)明顯。

單晶硅及硅片：公司與同行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1)多

晶硅供應(yīng)有保障、區(qū)熔單晶硅具備全球意義的強(qiáng)大綜合競(jìng)爭(zhēng)力;2)直拉單晶硅具備國(guó)內(nèi)意義的較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力;3)擁有具有重大商業(yè)價(jià)值的專利及專有技術(shù);5)產(chǎn)品品種齊全。公司與同行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的劣勢(shì)主要表現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)規(guī)模小和資金投入少。

原料優(yōu)勢(shì)：從20xx年公司存貨中的原材料情況看，主要為多晶硅、硅片和單晶硅棒，三項(xiàng)合計(jì)3879.49萬(wàn)元，占原材料總額的77.18%。多晶硅、單晶硅、硅片是公司生產(chǎn)的重要原材料。近年來，硅材料市場(chǎng)價(jià)格上漲，供不應(yīng)求，擁硅為王已成業(yè)內(nèi)共識(shí)，自20xx年初，公司開始增加硅儲(chǔ)備。這是公司的一大明顯優(yōu)勢(shì)，但是也是一個(gè)短期優(yōu)勢(shì)。

但是面對(duì)嚴(yán)峻的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)狀況，該公司仍然面臨巨大的挑戰(zhàn)，需要居安思危，具備憂患意識(shí)才能勝出。

五、談判對(duì)象：

香港隆通設(shè)備有限公司，該公司剛成立不久，雖然可以提供我方所需的設(shè)備被和技術(shù)，但是知名度較低，公司的信譽(yù)和產(chǎn)品的質(zhì)量都有待調(diào)查和研究。香港隆通有限公司的優(yōu)勢(shì)是發(fā)展迅速，有很大的發(fā)展前景。

商務(wù)談判調(diào)研報(bào)告篇02：談判實(shí)習(xí)報(bào)告本次的商務(wù)談判實(shí)習(xí)，使我受益良多。首先就是讓我明白了一個(gè)團(tuán)隊(duì)的重要性，個(gè)人的發(fā)展離不開團(tuán)隊(duì)。其次，通過商務(wù)談判實(shí)習(xí)，使我對(duì)談判有了更深刻的理解，這也為以后打下了良好的基礎(chǔ)。最后，通過對(duì)商務(wù)談判的實(shí)習(xí)也更加磨練了自我，增加了個(gè)人經(jīng)歷和閱歷，學(xué)會(huì)了如何與團(tuán)隊(duì)合作與分享。

我在此次談判中所扮演的角色是河南第一建筑集團(tuán)有限責(zé)任工程的技術(shù)總監(jiān)。技術(shù)總監(jiān)一般負(fù)責(zé)一個(gè)企業(yè)的技術(shù)管理體系的建設(shè)和維護(hù)，制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)流程，能夠帶領(lǐng)和激勵(lì)自己的團(tuán)隊(duì)完成公司賦予的任務(wù)，實(shí)現(xiàn)公司的技術(shù)管理和支撐目標(biāo)，為公司創(chuàng)造價(jià)值!一個(gè)好的技術(shù)總監(jiān)不僅要自身具有很強(qiáng)的技術(shù)管理能力，同時(shí)，也要有很強(qiáng)的技術(shù)體系建設(shè)和團(tuán)隊(duì)管理的能力，要對(duì)企業(yè)所在行業(yè)具有深入理解，對(duì)行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和管理現(xiàn)狀具有準(zhǔn)確的判斷。 同時(shí)作為一個(gè)技術(shù)總監(jiān)，我認(rèn)為不僅要對(duì)本公司的產(chǎn)品感興趣，非常了解，還要博覽其他公司的產(chǎn)品，不斷創(chuàng)新，努力奮斗，為公司作出更大的貢獻(xiàn)。

作為一個(gè)技術(shù)總監(jiān)，我在這幾天的實(shí)習(xí)過程中，通過對(duì)各個(gè)鋼鐵產(chǎn)品公司的產(chǎn)品與技術(shù)的對(duì)比，讓我明白了，作為一個(gè)技術(shù)總監(jiān)，對(duì)公司的產(chǎn)品富有重要責(zé)任，一個(gè)公司的產(chǎn)品質(zhì)量必須合格，技術(shù)人員必須認(rèn)真負(fù)責(zé)，技術(shù)的重要性對(duì)公司非常重要。同時(shí)也讓我明白了，溝通的重要性，一個(gè)優(yōu)秀的技術(shù)人員不僅需要過硬的技術(shù)，還必須有良好的溝通能力，協(xié)調(diào)各個(gè)部門，才能順利的發(fā)展產(chǎn)品，才能更好的研發(fā)出更好的產(chǎn)品。

本次談判讓我感觸最深的就是一個(gè)團(tuán)隊(duì)的合作精神。我們這個(gè)團(tuán)隊(duì)是一群有能力，有信念的人在特定在商務(wù)談判的團(tuán)隊(duì)中，為了一個(gè) 共同的目標(biāo)相互支持合作奮斗的。我們的團(tuán)隊(duì)可以調(diào)動(dòng)團(tuán)隊(duì)成員的所有資源和才智，并且會(huì)自動(dòng)地驅(qū)除所有不和諧現(xiàn)象。我們這個(gè)團(tuán)隊(duì)大家經(jīng)過努力迸發(fā)出強(qiáng)大的力量。我們談判組的總經(jīng)

理，財(cái)務(wù)總監(jiān)，采購(gòu)部部長(zhǎng)，總經(jīng)理助理，法律顧問和技術(shù)總監(jiān)，大家這個(gè)團(tuán)隊(duì)努力合作，各有分工，且分工明確，通過大家不懈的努力，通過資料不斷的匯總，然后大家在一起不斷的修改，再努力，技術(shù)分析報(bào)告，采購(gòu)策劃書，合同等資料相互總結(jié)，最終形成了一份完美的談判策劃書。

我們這個(gè)團(tuán)隊(duì)充分發(fā)揚(yáng)了團(tuán)隊(duì)精神，通過實(shí)習(xí)讓我明白了團(tuán)隊(duì)精神的意義和重要性，在一個(gè)組織或部門之中，團(tuán)隊(duì)合作精神顯得尤為重要，在一個(gè)組織之中，很多時(shí)候，合作的成員不是我們能選擇得了的，所以，很可能出現(xiàn)組內(nèi)成員各方面能力參差不齊的情況，如果作為一個(gè)領(lǐng)導(dǎo)者，此時(shí)就需要很好的凝聚能力，能夠把大多數(shù)組員各方面的特性凝聚起來，同時(shí)也要求領(lǐng)導(dǎo)者要有很好地與不同的人相處與溝通的能力。要加強(qiáng)與他人的合作，首先就必須保證集體成員是忠誠(chéng)的，有責(zé)任心的，有意志力的，而且，還要有著對(duì)于自身團(tuán)隊(duì)的榮譽(yù)感，使命感。必須信任團(tuán)隊(duì)的所有成員，彼此之間要開誠(chéng)布公，互相交心，做到心心相印，毫無(wú)保留;要與團(tuán)隊(duì)的每一個(gè)成員緊密合作，直到整個(gè)團(tuán)體都能緊密合作為止;分析每一個(gè)成員完成工作的動(dòng)機(jī)，分析他們的能力，針對(duì)我們每個(gè)人的問題，集思廣議，多聽聽大家的建議，同時(shí)，我們相互談?wù)?，談判工作上工作上?duì)大家有一定要求，做好團(tuán)隊(duì)成員之間的溝通和協(xié)調(diào)工作，使整個(gè)團(tuán)隊(duì)像一臺(tái)機(jī)器一樣，有條不紊地和諧運(yùn)轉(zhuǎn)。

所以，學(xué)會(huì)與他人合作，發(fā)揮團(tuán)隊(duì)精神在具體生活中的運(yùn)用，可以使我們團(tuán)隊(duì)收到事半功倍的效果，使我們的談判工作更加良好地向前發(fā)展。也為談判做了更好的準(zhǔn)備。

篇10

[關(guān)鍵詞]溫差發(fā)電;船舶余熱;節(jié)能設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：U664.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）22-0082-01

1 研究背景

19世紀(jì)初，國(guó)外學(xué)者塞貝克發(fā)現(xiàn)了塞貝克效應(yīng)，在此基礎(chǔ)上，國(guó)外對(duì)溫差發(fā)電技術(shù)展開了大量研究。溫差發(fā)電技術(shù)的研究興起于上世紀(jì)的50年代，同時(shí)能夠在航天器上實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)電，為人類探索宇宙助力。不過一直以來，盡管該技術(shù)優(yōu)點(diǎn)突出，卻因?yàn)闉闊犭娹D(zhuǎn)換效率所阻礙（轉(zhuǎn)換效率通常低于12%）以及成本過高的原因，所以該技術(shù)基本只在汽車、航空、電力與軍事等工業(yè)領(lǐng)域使用，。

我國(guó)盡管對(duì)于半導(dǎo)體熱電制冷的理論與應(yīng)用研究有了不少成效，不過在溫差發(fā)電方面的研究起步較晚，發(fā)展較差。按照塞貝克效應(yīng)所制作的半導(dǎo)體溫差發(fā)電片，通過船舶中的余熱直接轉(zhuǎn)化為電能。船舶冷卻系統(tǒng)高溫冷卻器和低溫冷卻器之間的溫差與廢氣鍋爐中的廢氣與冷卻水之間的溫差讓發(fā)電片的兩極發(fā)電。因?yàn)閱蝹€(gè)發(fā)電片的發(fā)電功率不大，所以多個(gè)發(fā)電片聚集在一起后就能達(dá)到發(fā)電需求，產(chǎn)生的電能在穩(wěn)壓后，就能被直接采用，或是并入船舶電網(wǎng)。

2 溫差發(fā)電原理

塞貝克效應(yīng)

下圖是塞貝克效應(yīng)的示意圖，此裝置能夠通過溫差直接產(chǎn)生電能。在P型（N型）半導(dǎo)體里，因?yàn)闊峒ぐl(fā)的作用極強(qiáng)，高溫段的空穴（電子）濃度超出了低溫段，在濃度梯度差的作用下空穴因?yàn)闊釘U(kuò)散的效果，會(huì)由高溫段往低溫段擴(kuò)散，這樣半導(dǎo)體的兩側(cè)就產(chǎn)生了因?yàn)闇囟忍荻炔钏鶐淼碾妱?dòng)勢(shì)，即溫差電動(dòng)勢(shì)，如此，塞貝克效應(yīng)就出現(xiàn)了。半導(dǎo)體熱度安的載流子朝冷端擴(kuò)散是造成塞貝克效應(yīng)出現(xiàn)的重要因素。

半導(dǎo)體材料的優(yōu)勢(shì)在于，其溫差優(yōu)值超出金屬導(dǎo)體許多，目前在研究中和各領(lǐng)域所采取的溫差電材料基本以半導(dǎo)體為主，所以溫差發(fā)電技術(shù)也叫作半導(dǎo)體溫差發(fā)電。

一對(duì)由P型與N型半導(dǎo)體材料構(gòu)成的電偶對(duì)就是最基礎(chǔ)的發(fā)電單元了，倘若將多個(gè)電偶對(duì)串聯(lián)，那么久構(gòu)成半導(dǎo)體熱點(diǎn)對(duì)，也就是溫差發(fā)電模塊。半導(dǎo)體熱點(diǎn)對(duì)分為單級(jí)與多級(jí)，單級(jí)熱電堆中只有一個(gè)固定溫度的冷端與熱端。下圖是單級(jí)熱電堆的結(jié)構(gòu)示意圖。

3 節(jié)能設(shè)計(jì)

從船舶柴油機(jī)的熱平衡角度出發(fā)，用在動(dòng)力輸出方面的功率通常占到燃油燃燒總熱量的一半還不到，剩余的熱能排出占到燃燒總能量的一半還多，基本上以循環(huán)冷卻水和尾氣帶走的熱量為主。船舶余熱利用就是對(duì)柴油機(jī)工作時(shí)沒有轉(zhuǎn)化為有效使用的熱能展開回收，從而加強(qiáng)能源利用效率，節(jié)能能源使用。下表為船舶柴油機(jī)的熱平衡表

3.1 船舶余熱利用方式

船舶煙氣余熱盡管通過廢氣鍋爐已經(jīng)完成了一次余熱的利用，不過通過廢氣鍋爐后的煙氣溫度還維持在三百攝氏度左右，這些熱量以傳統(tǒng)的技術(shù)手段無(wú)法利用，約有百分之三十五的熱量會(huì)直接排入大氣，不但浪費(fèi)了這部分的熱量，還會(huì)造成環(huán)境污染，影響船舶柴油機(jī)使用的經(jīng)濟(jì)效果。為了能夠充分使用余熱，在溫差發(fā)電原理基礎(chǔ)上，筆者認(rèn)為有兩種途徑能夠?qū)崿F(xiàn)該目的。

第一種途徑是把溫差發(fā)電片組成的陣列設(shè)置在柴油機(jī)的排氣管和冷卻水管中，通過廢氣與冷卻水間的溫差實(shí)現(xiàn)發(fā)電的目的。因?yàn)檫@樣的做法能夠直接利用廢氣里的熱量，因此發(fā)電效率極高。第二種途徑是把溫差發(fā)電片陣列直接放在船舶的淡水冷卻系統(tǒng)與海水冷卻系統(tǒng)間，通過淡水與冷卻海水間的溫差實(shí)現(xiàn)對(duì)余熱利用的目的，該法在效率上落后于第一種。

3.2 熱交換器

熱交換器在該節(jié)能設(shè)計(jì)中的目的是避免熱量的流失，維持高效的熱量傳導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)熱量的有效利用。因?yàn)闇夭畎l(fā)電片的發(fā)電功率是由溫差與熱流密度所決定的，所以選取這兩種常見的散熱器，把溫差發(fā)電片放在換熱器管道里，分別把冷熱兩種流體導(dǎo)進(jìn)換熱器里，達(dá)到高效發(fā)電的目的。筆者在設(shè)計(jì)里把換熱器中的管子（下圖左）置換成雙層管式結(jié)構(gòu)（下圖右），置換的目的在于，雙層管式的結(jié)構(gòu)中，內(nèi)外管子中都安放了溫差發(fā)電片，并用導(dǎo)熱硅膠填滿剩余空間，這種換熱器的管子能夠確保發(fā)電片的熱流密度，從而最大化的利用熱量。

4 性能對(duì)比和分析

4.1 經(jīng)濟(jì)型分析計(jì)算

按照熱點(diǎn)與案例的工作數(shù)據(jù)來探究通過溫差發(fā)電片實(shí)現(xiàn)傳播余熱利用是否可行，接著筆者將使用具體數(shù)據(jù)來計(jì)算發(fā)電量的大小。以使用TEHP1-12656-0.3型號(hào)的發(fā)電片為例，每片安裝尺寸長(zhǎng)款都為五十毫米，每平米能夠安裝該發(fā)電片240塊，嘉定海水溫度為三十?dāng)z氏度，廢氣溫度為三百攝氏度，每平米的發(fā)電功率為五千瓦，傳播每年工作時(shí)間為六千小時(shí)，每年發(fā)電量為31500KWh。

目前某型船發(fā)電機(jī)油耗為150g/KWh，每年能夠減少六噸因發(fā)電而使用的燃油，根據(jù)目前每噸7000元的油價(jià)計(jì)算，每年能夠減少42000元的燃油成本支出。該設(shè)計(jì)中的傳播余熱使用設(shè)備每平方米成本為30000元，在計(jì)算后得知，該設(shè)備投入使用后通過對(duì)余熱的利用使得成本減少，兩年后就能收回投資成本，兩年后開始盈利。

4.2 和現(xiàn)有船舶余熱利用技術(shù)的比較

該設(shè)計(jì)和目前船舶上常用的廢氣鍋爐、余熱汽輪機(jī)相比較，我們就能發(fā)現(xiàn)采用溫差發(fā)電裝置盡管對(duì)船舶柴油機(jī)余熱回收時(shí)的效率不如另外兩種裝置，但是其質(zhì)量更輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單以及低成本、少維護(hù)的優(yōu)勢(shì)，使其具有高性價(jià)比的特質(zhì)。所以，該設(shè)計(jì)用在船舶余熱利用方面有著更突出的優(yōu)勢(shì)。

5 結(jié)語(yǔ)

該裝置是在塞貝克效應(yīng)基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，利用船舶柴油機(jī)長(zhǎng)時(shí)間工作后所排出的余熱進(jìn)行電力轉(zhuǎn)換，設(shè)計(jì)了溫差發(fā)電片的布置形式，達(dá)到對(duì)廢熱的有效利用的目的，加強(qiáng)了船舶柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)型。筆者相信，隨著該技術(shù)的不斷發(fā)展與熱電轉(zhuǎn)換效率的加強(qiáng)，筆者的設(shè)計(jì)將會(huì)有更加廣泛的使用。

參考文獻(xiàn)：