硅材料產業的案例
2026寧波國際電機與磁性材料產業應用展覽會|開幕倒計時7天！
2026寧波國際電機與磁性材料產業應用展覽會|開幕倒計時7天！
2026寧波國際電機與磁性材料產業應用展覽會|開幕倒計時7天！
202
由浙江省電機行業協會指導、寧波市磁性材料商會主辦、浙江省電氣行業協會協辦的“2026寧波國際電機與磁性材料產業應用展覽會”將于2026年4月16日至18日在寧波國際會議展覽中心1號館(寧波市鄞州區會展路181號)舉辦，同期舉辦“2026寧波國際金屬冶金暨線纜線束技術博覽會”。
本次博覽會將集中展示金屬制造/加工、金屬材料/新材料、粉末冶金、連接器、線纜線束及加工設備、電機、磁性材料、工業部件/基礎件、軸承、壓鑄與鑄造及相關技術產品和設備。寧波市磁性材料商會誠邀各位蒞臨參觀。
寧波市磁性材料商會誠邀各位蒞臨參觀。
展開 一文看懂芯片材料基石——硅
硅材料根據晶胞的排列方式不同，分為單晶硅和多晶硅。單晶硅和多晶硅最大的區別是單晶硅的晶胞排是有序的，而多晶硅是無序的。在制造方法方面，多晶硅一般是直接把硅料倒入坩堝中融化，然后再冷卻而成。單晶硅是通過拉單晶的方式形成晶棒（直拉法）。在物理性質方面，兩種硅的特性相差較大。單晶硅導電能力強，光電轉換效率高，單晶硅光電轉換效率一般在 17%~25%左右，多晶硅效率在 15%以下。
▲半導體硅片和光伏硅片
▲單晶硅晶胞結構
光伏硅片：由于光電效應，且單晶硅優勢明顯，所以人們使用硅片完成太陽能到電能的轉換。在光伏領域使用的一般為圓角方形的單晶硅電池片。價格較便宜的電多晶硅片也有使用，但轉換效率較低。
▲單晶硅電池片正反面
▲多晶硅電池片正反面
由于光伏硅片對純度、曲翹度等參數要求較低，所制造過程相對簡單。以單晶硅電池片為例，第一步是切方磨圓，先按照尺寸要求將單晶硅棒切割成方棒，然后將方棒的四角磨圓。第二步是酸洗，主要是為了除去單晶方棒的表面雜質。第三步是切片，先將清洗完畢后的方棒與工板粘貼。然后將工板放在切片機上，按照已經設定好的工藝參數進行切割。最后將單晶硅片清洗干凈監測表面光滑度，電阻率等參數。
半導體硅片：半導體硅片比光伏硅片的要求更高。首先，半導體行業使用的硅片全部為單晶硅，目的是為了保證硅片每個位臵的相同電學特性。在形狀和尺寸上，光伏用單晶硅片是正方形，主要有邊長 125mm，150mm，156mm 的種類。而半導體用單晶硅片是圓型，硅片直徑有 150mm（6 寸晶圓），200mm（8 寸晶圓）和 300mm（12 寸晶圓）尺寸。
展開 硅以外的半導體材料探索之旅
WBGS-RF計劃試圖將尚未經證實的有潛力的材料成熟化，使之成為可以促進國防事業的工業技術。該計劃于21世紀初啟動，最初采用GaN材料，用直徑2英寸的小型半導體晶圓承載，晶圓上有大量微管或孔洞，形如瑞士奶酪。在這種不順利的狀態下，WBGS-RF計劃系統地解決了材料方面的挑戰，然后逐步成功地承擔了器件和電路設計方面的挑戰。最終，GaN技術實現了它的承諾，現在正被用于下一代雷達技術，如海軍的空中和導彈防御雷達（AMDR）。除此之外，還有更多的事情要做：GaN現在是所有主要RF半導體公司的技術組合的一部分。美國再次在這個新興市場中占據主導地位。
DARPA的努力使得復合半導體從研究邊緣發展成為主流半導體產業。DARPA還推動主流硅技術采用包括硅合金在內的變體。特別值得一提的是，硅與鍺的組合是DARPA在21世紀初支持的“高效、敏捷的微系統技術(TEAM)”計劃所倡導的技術。鍺（Ge）是1947年貝爾實驗室制造的晶體管的材料基礎；然而，由于鍺的可靠性問題和硅的加工優勢，鍺很快就被拋棄，人們轉而青睞硅。讓鍺回歸的理由是，盡管它本身沒有用，但是包含Ge與Si或SiGe混合的材料使得具有增強RF性能的器件的原子級工程可以直接構建高密度的傳統硅邏輯器件。這種技術不具備GaAs和GaN等其他復合半導體的完整性能優勢，但它有能力生產混合模擬和數字功能的芯片。事實證明，這種特性非常有用，SiGe技術現在已成為為本地WiFi放大器等應用提供低功耗商用解決方案的主導，現在有望為5G通信提供相控陣系統。
GaAs、GaN和SiGe晶體管技術的這些引人注目的成功證明了通過在原子尺度上操縱晶體結構可能實現的持續創新。然而，即使這些努力也是在硅半導體領域建立的相對容易理解的晶體管物理范例內進行的。
展開 短時間內，硅是否能被新半導體材料替代？
小結
在功率半導體中,碳化硅和氮化鎵已經成為了國家戰略的一部分,被寫入了我國十四五的產業科技創新相關發展規劃當中,而在芯片半導體方面,由于硅的工藝已經發展到極其精密的程度,其他半導體很難在短時間內趕上,所以目前硅還是無可替代的,但人們依然能通過選取更薄的新型溝道材料,比如二硫化鉬、二硫化鎢、碳納米管等來進一步縮小制程,總之,不管是未來可期的二維半導體、前途光明的氮化鎵和碳化硅，還是以后可能出現的、有能力完全替換掉硅的新半導體,想要替代硅成為下一代半導體材料繼承者就必須和當初的硅一樣解決價格和制造工藝的問題。
參考資料：
1.《硅的替代者，新型半導體取得突破》，半導體行業觀察；
2.《硅快到極限了，哪種新材料能扛起半導體行業的大梁？》，量子位；
3.《硅片：半導體最重要基礎材料》，樂晴智庫精選；
4.《芯片的材料基石——半導體硅片產業淺析》，華西證券股權專家
展開 
深圳市安品有機硅材料有限公司
深圳安品材料有限公司，始建于2004年，總部位于深圳市寶安區福永福海信息港，是一家致力于高分子新材料研究開發，生產及經營的國家級高新技術企業。目前旗下有八家子公司——天津辦事處、蘇州辦事處、香港辦事處、武漢辦事處、廈門辦事處等。
目前主要產品布局在有機硅、環氧樹脂、聚氨酯、丙烯酸樹脂，相關樹脂的改性及石墨烯、高導熱復合、高導電復合、有機耐火材料、壓敏膠等領域，擁有國家發明專利100多項，目前在惠州大亞灣建成了占地面積越60000平方米的生產基地，廠房6棟。目前公司也在布局壓敏膠、光刻膠領域。
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展開 研討會摘要 有機硅材料在汽車里面用的應用
上周五
陶氏
辦了兩場技術研討會《
陶氏有機硅用于ADAS封裝
》和《
陶氏公司有機硅解決方案助力新能源汽車三電
》，我摘錄一些有價值的內容給各位讀者參考。
1）ADAS和xEV領域 應用為什么選擇有機硅
在ADAS應用方面，其實有一些底層的需求，主要是我們的感知器件和運算平臺都需要進行密封盒組裝，從材料角度在這個過程中有幾個方面，具體來看有機硅材料的特性主要包括
溫度范圍寬，在高低溫下都有很高的穩定性（-45-200度）：從高溫來看是耐高溫，在寬溫度范圍保持彈性性能，而在低溫下，典型的有機硅的轉變溫度低于-100℃
彈性模量的抗振動：有機硅材料在高填料含量下保持柔韌性，低模量有利于用于應力消除，減震和減震
電氣絕緣特性好、耐環境防水防潮，具有出色的防潮/耐水性
阻燃特性具備優異的阻燃性能
熱管理方面具備了高電導率和低熱阻
圖1 封裝材料特性
在實際使用中，不管是超聲波雷達、毫米波雷達攝像頭和激光雷達等感知器件，還是域控制器為代表的運算平臺，都廣泛使用有機硅材料進行密封或者導熱材料。
圖2 ADAS方面的應用
在這三個方向上，主要包括導熱應用（導熱填充、導熱硅脂和導熱粘接劑），防護應用（密封、三防和灌封膠）和電磁屏蔽的作用。
隨著目前汽車算例的軍備競賽的開始，車載芯片的散熱設計是一個很大的挑戰，需要通過導熱技術把熱量盡快帶出。
展開 硅材料在鋰電池中的應用
[導讀] 目前，硅基材料已成為電池企業和鋰電材料商改善負極的最優先選擇。現狀是發展大部分材料商都展開了對硅碳復合材料做負極材料的研究和生產，目前只有貝特瑞和上海杉杉已進入中試量產階段，大多數材料商仍處于研發之中。
隨著新能源汽車在實際應用中對續航里程要求的不斷提高，目前的材料體系明顯已無法滿足現實需求，研發新型高能量高性能材料迫在眉睫。目前，硅基材料已成為電池企業和鋰電材料商改善負極的最優先選擇?，F狀是發展大部分材料商都展開了對硅碳復合材料做負極材料的研究和生產，目前只有貝特瑞和上海杉杉已進入中試量產階段，大多數材料商仍處于研發之中。
硅碳負極產業化進行時
國內前幾大負極材料生產廠商陸續對硅碳負極材料進行布局，深圳貝特瑞和江西紫宸已率先推出多款硅碳負極材料產品，上海杉杉正處于硅碳負極材料產業化進程中，星城石墨已將硅碳新型負極材料作為未來產品研發方向。此外，電池企業中，BYD、CATL、國軒、力神、萬向、微宏等都展開了對硅碳負極體系的研發和試生產。
從目前已產品化的硅碳負極材料性能來看，相比于石墨負極材料而言，最大的優勢在于比容量的提升。硅碳負極材料的最低比容量一般都超過石墨負極材料的理論比容量，貝特瑞的S1000型號硅碳負極材料的比容量更是高達1050mAh/g，盡管離硅的理論比容量4200 mAh/g仍有較大差距，但已經是人造石墨負極材料比容量的3倍，性能有大幅度地提高。此外，硅碳負極材料的首次效率能達到90%以上，滿足應用的要求，其他各項指標也不亞于石墨負極材料。
展開 《AFM》：超強性能的石墨烯包覆氧化亞硅負極材料！
來自北達科他大學的研究人員，以低成本的煤炭腐殖酸為原料，采用簡便方法原位合成石墨烯包覆歧化氧化亞硅負極材料，其首次放電容量為1937.6mAh g?1，首次庫侖效率為78.2%，2.0 A g?1下的可逆容量為1023 mAh g?1，循環500周后的容量保持率為72.4%。
硅（Si）因其高比容量被認為是有潛力的負極材料，然而，硅在充放電過程中體積膨脹嚴重，這種變化使硅顆粒與電極失去接觸，導致電池循環效率低，容量損失快。氧化亞硅（SiO）比單質硅具有更高的循環穩定性和更大的潛在應用價值，氧化亞硅可以通過高溫下Si與SiO2的氣相沉積反應合成，并在納米尺度上可以模擬為非晶硅和二氧化硅的混合物。然而，氧化亞硅固有的低電導率和較低的首次庫侖效率（ICE）導致其倍率性能的下降和容量衰減的增加，阻礙了其在鋰離子電池中的實際應用。
石墨烯包覆是緩解氧化亞硅負極使用過程中面臨挑戰的最有效方法之一，該包覆層能顯著提高電子電導率，防止氧化亞硅與電解液的反應，多層石墨烯殼層具有良好的彈性和更高的導電性，可以通過相鄰層之間的滑動過程有效地調節氧化亞硅的體積膨脹，而不會破壞石墨烯殼層。但當前已公開的原位合成石墨烯的報道中，會使用金屬催化劑，或者工藝復雜，技術成本高。
在本項工作中，北達科他大學的研究人員以煤炭腐殖酸為碳源，開發了一種簡便、低成本的原位合成石墨烯包覆氧化亞硅負極的方法，得到的負極材料具有優異的循環性能和庫倫效率，制備工藝簡單，極具商業化前景。
展開 2021年中國半導體硅材料行業概覽
來源：頭豹研究院
《ACS AEM》：一種無害簡便方法實現硅負極材料大規模制備！
，以水溶性聚合物羧甲基殼聚糖和納米硅為前驅體，采用一步噴霧干燥法制備了多尺寸三維微球硅負極材料。
上硅所&華科大：鈉離子電池材料設計方面取得進展！
來源 | 上海硅酸鹽研究所 Chem
近日，中國科學院上海硅酸鹽研究所研究員劉建軍團隊與華中科技大學教授黃云輝團隊通過合作研究，設計有機共軛分子的三維折扇排列與過渡金屬離子配位構建納米金屬有機框架（MOF）材料苝四甲酸鋅(Zn-PTCA)，首次突破共軛碳環儲鈉的電化學活化，極大地提高了電極材料的儲鈉容量，為進一步設計新型高比容量電極材料提供新思路。相關研究成果在Chem雜志發表。
文章鏈接：
https://www.cell.com/chem/pdf/S2451-9294(18)30367-X.pdf
具有三維孔道結構的MOF納米材料主要通過過渡金屬離子（或者納米團簇）與有機配體自組裝而成，因具有孔道結構易調控、比表面積高和表面官能團豐富等特點在氣體吸附與分離、納米催化等方面有廣泛應用。然而由于比容量有限，在電化學儲能材料應用方面受到極大限制。以鈉離子電池材料為例，鈉離子電池中金屬有機電極材料的儲鈉位點主要集中在表面豐富的官能團（C=O、C≡N），可通過官能團和結構骨架共軛環內的單雙鍵重排機制實現電子穩定存儲。
但由于半徑較大的鈉離子很難嵌入MOF材料有機共軛骨架的層間，以及鈉離子嵌入層間對層間范德華力的破壞且與共軛碳環間較弱的作用力等原因導致鈉離子很難儲存在有機結構骨架共軛碳環（sp2-C）中，進而導致MOF材料的可逆比容量較低。因此，活化共軛碳環儲鈉的電化學活性，對提高電極材料存儲容量至關重要，但具有較大挑戰性。
展開 
臺積電祭出“半金屬”取代硅材料
盡管科學界對二維材料寄予厚望，卻苦于無法解決二維材料高電阻、低電流等問題，以至于取代硅成為新興半導體材料始終是空中樓閣?？梢姡舜卫冒虢饘巽G（Bi）作為二維材料的接觸電極可謂是邁向1nm甚至更先進制程的關鍵一步。
圖：金屬鉍的結晶
對此，復旦大學教授周鵬認為，此項技術的突破，也給我國半導體的發展帶來了新的思路。
“這項新技術的突破，將解決二維半導體進入產業界的主要問題，是集成電路能在后摩爾時代繼續前進的重要技術。二維半導體已被國際主要前沿集成電路研發機構重金投入，不管是在工藝突破還是新器件結構及設計制造方面，我國在新一代集成電路關鍵技術上與國際機構形成競爭互補關系?！?接下來，鉍（Bi）將面臨能否取代硅的最關鍵一步——進行先進制程研發和制造的產業化，決定了臺積電在IBM、三星的挑戰下，能否繼續引領半導體制造。
展開 一種新型高導熱系數的BN/硅橡膠復合薄膜材料
來源 | Chemical Engineering Journal
01
背景介紹
微納電子器件的爆炸式增長刺激了對高性能熱界面材料(TIM)的需求，以解決其過熱問題。考慮到電絕緣性和柔韌性，采用高導熱填料的聚合物基復合材料(包括金屬、碳和陶瓷材料)受到了廣泛的關注。然而，金屬或碳填充復合材料的導電性不可避免的限制了其在電子器件中的應用。因此，氮化硼、氧化鋁或氧化鎂等具有高導熱性和電子絕緣性的陶瓷填料是高性能TIM的候選填料。
其中，六方氮化硼(h-BN)由于其高平面內導熱系數(理論上高達2000 W/(mK))和優異的電子絕緣而引起了特別的關注。為了有效地將熱源產生的多余熱量傳遞到散熱器，理想的TIM最好具有高的垂直導熱系數。到目前為止，聚合物/BN復合膜即使在高填料含量(~60 wt%)下的導熱系數一般小于10 W/(mK)。然而，這種聚合物膠合填料骨架，由于簡單的物理接觸，相鄰填料之間的界面相互作用相對較弱，這在結處造成強烈的聲子散射，極大地限制了所得復合材料的導熱性增強。
聚合物-六方氮化硼(BN)復合材料因其高導熱性和優異的電子絕緣性而成為電子器件理想的熱界面材料(TIM)。然而，由于BN填料的二維形狀和化學惰性，BN的垂直排列和巨大的熱阻是當前面臨的挑戰，阻礙了聚合物/BN復合材料的高效傳熱。因此開發新型的材料制備策略調控填料的排列方式是非常重要的研究方向之一。
02成果掠影
近期，復旦大學陳敏教授團隊在開發高導熱系數的硅基橡膠復合材料取得新的進展。該團隊提出通過結合一種新型的非溶劑誘導相分離工藝“原位焊接”策略。
展開 “硅”助力超疏水 一文帶你了解超疏水材料的技術
材料表面能（材料表面分子比內部分子多出的能量）越低，疏水性越好，且當低表面能材料具有微觀粗糙結構時，水滴與材料之間會形成一層空氣膜，阻礙水對材料表面的潤濕，從而形成超疏水狀態。
超疏水表面最初的靈感來源于“荷葉效應”。20 世紀90 年代，德國植物學家波恩大學Barthlott等揭示了荷葉表面的結構，發現荷葉的“自潔性”源于其表面的微納結構，荷葉表面具有微米級的乳突，乳突上有納米級的蠟晶物質，這種微-納米級的粗糙結構可以大幅度提高水滴在其上的接觸角，導致水滴極易滾落。
因為水滴在超疏水材料表面滾落時可帶走污染物，使材料表面保持清潔。因此超疏水材料具有防水、防腐蝕、防冰以及防附著等多重特性。
荷葉表面除具有超疏水特性——“荷葉效應”之外，還呈現荷葉表面超疏水、底面親水的（Janus）潤濕性特性。模擬荷葉表面這種特性進行具有顯著潤濕性差異Janus膜表面構筑，目前研究開展的還相對較少。
近日，一個土耳其-德國聯合研究團隊以濾紙為多孔基底，通過單面修飾聚二甲硅氧烷（PDMS）/無機微納顆粒（粒徑范圍從數納米到數十微米），簡便構筑了具有超疏水/親水顯著潤濕性差異的Janus紙。這種紙具有優異的化學穩定性、機械穩定性和柔韌性，同時保持良好的透氣性，在傷口處理等方面具有較大的應用前景。
Janus紙構筑過程示意圖
研究人員選用Whatman No. 1濾紙和實驗室工程棉濾紙為基底材料，PDMS、硅納米顆粒以及玻璃微球混合均勻后采用噴涂技術涂覆到基底表面，經過120 ℃加熱交聯處理后PDMS共價接枝到濾紙表面。該側濾紙表面呈現出超疏水特性（CA~163.1 ± 1.2°）。同時，研究表明混入摻雜三種不同尺寸的無機顆粒（20?60微米、9?
展開 MIT 研究人員新發現：利用石墨烯，制備各種非硅半導體材料
目前，絕大多數的計算機設備均是由硅材料制備而來。硅元素是地球上既氧元素之后，儲量第二豐富的元素。它以各種不同的形式，廣泛存在于巖石、砂礫以及塵土之中。硅雖然不是最好的半導體材料，但它是迄今最容易獲取的半導體材料。由此，硅材料在電子器件領域占據主要地位，比如傳感器、太陽能電池以及集成電路等。
砷化鎵、氮化鎵以及氟化鋰等材料的性能勝過硅材料，但是目前用它們制備功能器件，成本仍十分高昂。而現在，MIT 的研究人員開發了一種新技術，可制備多種超薄的非硅半導體薄膜，比如砷化鎵、氮化鎵以及氟化鋰柔性薄膜。研究人員表示，利用該技術，可制備任意半導體元素組合的柔性電子器件，并且成本低。
圖︱MIT 研究人員利用二維材料，制備單晶復合半導體，并可以從柔性襯底上剝離。該技術可制備非硅半導體，成本低，為柔性電子器件以及晶片的重復利用奠定了基礎（來源：Wei Kong and Kuan Qiao）
MIT 機械工程系、材料科學與工程系的助理教授 Jeehwan Kim 表示，他們開創了一種制備柔性電子器件的新方式，可利用多種不同的非硅材料體系。他認為該方法可用于制備低成本、高性能的器件，比如柔性太陽能電池以及可穿戴式計算機和傳感器等。
10 月 8 日，該技術相關的詳細信息發表在《Nature Materials》期刊上。該項研究得到了美國國防高級研究計劃局、能源部、美國空軍實驗室、LG 電子、Amore Pacific、LAM Research 以及 ADI 公司的部分支持。
可見、又不可見的石墨烯？
2017 年，Kim 團隊發明了一種利用石墨烯（只有一個原子厚, 碳原子組成六角型呈蜂巢晶格），“復制”昂貴半導體材料的方法。
他們發現，把石墨烯堆疊在純凈且昂貴的半導體材料晶片上（比如砷化鎵），鎵、砷原子會“涌出”到石墨烯層上繼續生長。
展開 