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ＣｈｉｎａｌｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｌｔ国际半导体技术发展路线图（ＩＴＲＳ）２０１３版综述（１）黄庆红1译，黄庆梅2校（1.工业和信息化部电子科学技术情报研究所，北京，100040;2.北京理工大学光电学院，北京，100081）摘要：国际半导体技术发展路线图（The I nt er nat i onal Technol ogy R oadm ap f or Sem i conduct or s，I TR S）自1999年第1版问世后，每偶数年份更新，每单数年份进行全面修订。
I TR S的目标是提供被工业界广泛认同的对未来15年内研发需求的最佳预测，对公司、研发团体和政府都有指导作用。
路线图对提高各个层次上研发投资的决策质量都有重要意义。
本篇是连载一。
关键词：国际半导体技术发展路线图；2013版International Technology Roadmapfor Semiconductors（2013Edition）HUANG Qing-hong1,HUANG Qing-mei2（1.Electronic Technical Information Research Institute,MII.Beijing100040,China;2.School of Optoelectronics,Beijing Institute of Technology,Beijing100081,China）Abstract:The first International Technology Roadmap for Semiconductors（ITRS）published in1999.Since then,the ITRS has been updated in even-numbered years and fully revised in odd-numbered years.The overall objectiveof the ITRS is to present industry-wide consensus on the“best current estimate”of the industry’s research anddevelop-ment needs out to a15-year horizon.As such,it provides a guide to the efforts of companies,universities,governments, and other research providers or funders.The ITRS has improved the quality of R&D investmentdecisions made at all levels and has helped channel research efforts to areas that most need research breakthroughs.Key words:ITRS；2013１综述１．１不断变化的环境简介半导体工业诞生于20世纪70年代。
国际半导体技术发展路线图为了回答如何保持半导体产业按照摩尔定律继续发展的问题，国际上主要的半导体协会共同组织制定了国际半导体技术发展路线图ITRS《International technology roadmap for semiconductors》它为半导体产业界提供了被工业界广泛认同的；对未来十年内研发需求的最佳预测以及可能的解决方案，它对整个半导体茶叶需要开发什么样的技术起到了一个导向作用。
国际半导体技术发展路线图一、半导体产业生态环境半导体产业诞生于上世纪70年代，当时主要受两大因素驱动：一是为计算机行业提供更符合成本效益的存储器；二是为满足企业开发具备特定功能的新产品而快速生产的专用集成电路。
到了80年代，系统规范牢牢地掌握在系统集成商手中。
存储器件每3年更新一次半导体技术，并随即被逻辑器件制造商采用。
在90年代，逻辑器件集成电路制造商加速引进新技术，以每2年一代的速度更新，紧跟在内存厂商之后。
技术进步和产品性能增强之间不寻常的强相关性，使得相当一部分系统性能和利润的控制权转至集成电路（IC）制造商中。
他们利用这种力量的新平衡，使整个半导体行业收入在此期间年均增速达到17%。
21世纪的前十年，半导体行业全新的生态环境已经形成：一是每2年更新一代的半导体技术，导致集成电路和数以百万计的晶体管得以高效率、低成本地生产，从而在一个芯片上或同一封装中，可以以较低的成本整合极为复杂的系统。
此外，封装技术的进步使得我们可以在同一封装中放置多个芯片。
这类器件被定义为系统级芯片（system on chip，SOC）和系统级封装（system in package， SIP）。
二是集成电路晶圆代工商能够重新以非常有吸引力的成本提供“新一代专用集成电路”，这催生出一个非常有利可图的行业——集成电路设计。
三是集成电路高端设备的进步带动了相邻技术领域的发展，大大降低了平板显示器、微机电系统传感器、无线电设备和无源器件等设备的成本。
半导体照明设备研发制造方案一、实施背景随着科技的飞速发展，半导体照明技术已经逐渐成为照明产业的新趋势。
我国作为全球最大的照明设备生产国，面临着产业结构转型和升级的压力。
为了提高产业竞争力，降低能耗，推动绿色环保，我国必须积极布局半导体照明设备的研发与制造。
二、工作原理半导体照明设备主要基于半导体材料（如GaN、SiC等）制成PN结器件，通过载流子注入和复合释放出光子，实现发光效果。
其核心原理在于PN结的能量转换过程，将电能转换为光能。
具体来说，当加电压到PN结时，空穴和电子分别从P区和N区注入，在结处形成电场。
当载流子在结处获得足够的能量时，会触发复合过程，释放出光子。
三、实施计划步骤1.确定研发目标：明确研发的重点领域、技术瓶颈及市场需求，制定短期和长期目标。
2.建立研发团队：组建具备半导体照明技术背景的研发团队，涵盖材料、工艺、器件设计、封装等领域。
3.开展技术攻关：针对半导体照明核心原理和技术瓶颈，进行深入研究，突破关键技术。
4.优化产品设计：根据市场需求，进行产品优化设计，提高性能，降低成本。
5.建立生产线：根据产品需求，建立合适的生产线，确保产品质量和产量。
6.产品测试与验证：对生产出的产品进行严格的测试和验证，确保其性能和质量满足要求。
7.市场推广与销售：积极推广新产品，拓展市场，提高销售额。
四、适用范围本方案适用于各类半导体照明设备的研发与制造，包括但不限于LED灯具、背光模组、显示面板等。
这些产品广泛应用于家居照明、商业照明、背光源、显示面板等领域，具有广阔的市场前景。
五、创新要点1.材料体系创新：研究新型半导体材料，提高发光效率，降低能耗。
2.器件结构设计创新：优化器件结构设计，提高产品的可靠性和稳定性。
3.生产工艺创新：采用新型生产工艺，提高生产效率，降低成本。
4.系统应用创新：结合半导体照明设备的特点，开发新型应用领域和产品形态。
六、预期效果1.技术突破：突破半导体照明技术的关键技术难题，提高我国半导体照明产业的技术水平。
具体目标是：实现功率型白光LED器件发光效率150~180lm/W，使用寿命达到50kh，购置成本30元/1000lm；实现大型MOCVD装备核心技术及关键配套材料的集成创新和产业化，替代部分进口产品；半导体照明申请专利总量达到2000件；实现上海半导体照明产业产值年均增长30%以上，到2015年，LED产业规模达到900~1000亿元；产业集中度显著提升，培育5~6家拥有自主品牌，销售规模在10亿元以上的LED大型企业；在专业应用领域，形成一批销售规模在1~10亿元的LED小巨人企业。
在汽车灯、显示屏、LCD平板背光源、路灯照明和普通照明等各大类产品上形成1~2家全国有影响力的龙头品牌企业；产品市场占有率逐年提高，到2015年，功能性照明达到30%左右，液晶背光源达到60%以上，景观装饰等产品市场占有率达到80%以上。
2、确立技术发展途径根据国际、国内半导体照明产业发展趋势，结合上海特点，制定了《上海市半导体照明技术路线图》上海市半导体照明技术发展将围绕LED的照明应用展开，主要侧重解决发光效率、可靠性、寿命、稳定性、光色等重点问题，在“材料外延技术与装备，芯片制备技术与装备，封装材料、工艺技术与装备，系统集成技术与应用”等方面凝练技术发展重点，同事，把“标准制定、关键检测设备与公共检测平台”作为相关研究内容。
从LED的发展趋势来看，通用照明、中大尺寸LED背光源、航空航天、医疗和农业、汽车灯和大功率LED芯片及光源将成为上海LED产业发展的主要目标和方向。
围绕这些目标的驱动、散热和光学设计的系统集成将成为上海“十二五”时期的研究重点和主攻方向。
（二）规模快速增长上海半导体照明产业已形成比较完整的产业链。
从上游的基片材料、外延片生产到中游芯片制造，再到下游封装及应用，共有400多家企业，20多家研究机构，其中下游应用厂商较多，重点分布在室内外照明用LED灯具、显示屏和汽车等应用领域，在产业链中各主要环节上已逐步形成有一定规模的领头企业。
半导体照明课件--第章-InGaN-发光极管 (一)半导体照明课件--第章-InGaN-发光极管InGaN-发光极管是一种高效的半导体照明设备，也被称为蓝光发光二极管。
它广泛应用于室内和室外照明、汽车灯光、电视和显示器背景照明等领域。
本文将从以下几个方面对InGaN-发光极管进行介绍。
1. InGaN-发光极管的原理InGaN-发光极管是以InGaN材料为基础的半导体照明设备。
当电流通过InGaN-发光极管时，它会发射出蓝光。
由于InGaN材料的带隙比较宽，所以蓝光光谱的峰值比其他颜色的光要高得多。
为了得到其他颜色的光，可以使用荧光粉在InGaN-发光极管上涂覆一层，这样当蓝光通过荧光粉层时，它会被转换成其他颜色的光。
2. InGaN-发光极管的优点相比传统的白炽灯和荧光灯，InGaN-发光极管具有许多优点。
首先，它具有更长的寿命，可以使用数千个小时而不需要更换。
其次，它的能源效率更高，可以在相同的能源下比其他灯具提供更多的光。
此外，它还可以提供更多的光输出，因为它可以改变发光强度和颜色，适合各种用途。
3. InGaN-发光极管的应用InGaN-发光极管广泛应用于各种照明和显示应用中。
在家庭照明领域，它被用作白炽灯和荧光灯的替代品，可以提供更长的寿命和更高的能源效率。
在商业照明领域，它被用于提高客户体验，例如用于餐厅和商店的背景照明。
在汽车工业中，它被用于汽车的前大灯和尾灯等照明器具。
4. InGaN-发光极管的未来发展随着技术的不断进步和人们对能源效率的需求增加，InGaN-发光极管将有更广泛的应用前景。
随着LED技术不断的变革和提高，InGaN材料的制造技术也在不断发展，使得其价格越来越便宜，未来将衍生出更多的应用领域。
总的来说，InGaN-发光极管是一种极具前景的半导体照明设备，它不仅能够提供更高的能源效率，还可以提供更多的光输出。
随着技术的不断发展，它将为世界带来更多的可能性。
项目研究开发内容、方法、技术路线一、半导体照明路灯主要研究内容1、灯具系统的结构、热性能设计LED的工作工况和散热不仅直接关系到LED实际工作时的发光效率，而且还关系到LED的使用寿命。
又因为在户外使用的道路灯具,应具有一定等级的防尘防水功能（IP），良好的IP防护往往会妨碍LED的散热。
解决这个相互矛盾但又都得解决的两个问题是道路灯具设计时应关注的一个重要方面.在这一方面也是国内把LED应用于道路灯具中时出现不合格及不合理的情况最多的。
国内目前使用中出现的不合格及不合理的情况基本有：对LED采用了散热器,但LED连线的接线端子及散热器的设计无法达到IP45及以上等级，无法满足GB7000。
5/IEC6598-2—3 标准的要求。
采用普通的道路灯具外壳,在灯具出光面内用矩阵式LED，这种设计虽说能满足IP试验，但是由于灯具内的不通风会造成在工作时,灯具内腔的温度会升高到50℃～80℃，在如此高的工况下，LED的发光效率是不可能高的，同时LED的使用寿命也将大打折扣。
在灯具内采用了仪表风扇对LED及散热器进行散热,其进风口设计在灯具的下方,以避免雨水的进入,出风口设计在下射LED光源的四周。
这样也能有效避免雨水的进入，另外散热器和LED(光源腔）不处于同一空腔内，这种设计如做的好，按灯具的IP试验要求，能顺利通过。
这一方案，不仅解决了LED的散热问题，而且同时满足了IP等级的要求。
但是这种看似良好的设计，实际上存在明显的不合理情况。
因为在我国绝大多数道路灯具的使用场合,空中的飞尘量是较大的，有时会达到很大（例如起沙尘暴），这类灯具在一般条件下使用一段时间后（约三个月至半年)，其内部散热器的缝隙内就会塞满灰尘，使散热器效果大打折扣,最后还会使LED因工作温度过高而使用寿命明显缩短.这一方案的不足是在于不能持久良好地使用。
在灯具内关键的散热位置，采用导热板。
导热板是在金属板的内部，均布有供冷媒流动的细导管，并在细导管内充有冷媒，当导热板的某一部位受热时，细导管内的冷媒会快速流动而使热量迅速地传导。
OLED产品技术路线图(Roadmap of OLEDproduction)有机电致发光的英文名称为Organic Electro luminescence，做成器件后在欧美称为有机发光二极管(Organic Light Emitting Display，OLED)，在日、韩被称为有机电致发光显示器（OELD）是一种在电场驱动下，通过载流子注入和复合导致有机材料发光的显示器件。
与其他平板显示器相比，OLED具有成本低、全固态、主动发光、亮度高、对比度高、视角宽、响应速度快、厚度薄、低电压直流驱动、功耗低、工作温度范围宽、可实现软屏显示等特点，被称为“梦幻显示器”。
一、OLED概述1、与其它平板显示器的比较优势首先，OLED视野角度宽、轻薄、便于携带。
作为自发光器件，OLED的视角上下、左右一般可以达到160度以上，没有视角范围限制。
因为OLED是薄膜层叠结构，包括封装在内总厚度仅为2毫米左右，因此可以说是世界上最轻便的显示器。
图1 平板显示器性能对比图资料来源：Universal Display其次，它亮度、对比度高、色彩丰富、响应速度快。
与LCD相比，OLED的亮度和色彩具有明显的优势。
OLED显示器件单个像素的响应速度在1O微秒左右，而LCD显示器的响应速度通常是几千至几万微秒，两者相差悬殊。
因此，0LED显示器更适合于显示各种活动图像，如用于便携电视和游戏机等领域。
更加独特的是，OLED产品可实现软屏。
OLED的生产更近似于精细化工产品，因此可以在塑料、树脂等不同的材料上生产。
如果将有机层蒸镀或涂布在塑料基衬上，就可以实现软屏。
一旦该技术成熟并加以应用，将彻底改变目前很多电器的外观形态，使得令人神往的可折叠电视、电脑的制造成为可能。
OLED还有工作温度范围宽、低压驱动、工艺简单、成本低等优点。
OLED的工作温度在-40℃～70℃之间，因此可以运用在很多具有特殊要求的工作场合。
同时，OLED的驱动电压仅需2V～l0V，而且安全、噪声低，容易实现低功率。
半导体照明设备研发制造方案一、实施背景随着科技的飞速发展，半导体照明设备已经成为了市场上新型的照明产品。
它以高效、节能、环保等特点，正逐渐替代传统的照明设备。
近年来，全球半导体照明市场持续快速增长，中国作为全球最大的半导体照明市场之一，其发展速度更是惊人。
然而，国内半导体照明设备的研发和制造能力还有待提升，尤其在高端产品上，国内市场仍然存在较大的空白。
因此，本方案的提出旨在推动国内半导体照明设备的研发和制造水平的提升，以满足市场不断增长的需求。
二、工作原理半导体照明设备是基于半导体发光原理制造的照明设备。
其主要组成部分包括半导体发光芯片、驱动电路和光学器件。
其中，半导体发光芯片是核心部分，由P型半导体和N型半导体组成，当电流通过时，芯片内部产生光子，光子激发出光子，发出可见光。
驱动电路负责提供稳定的电流，以保持芯片的正常运行。
光学器件则用来调节光的分布和亮度，使光线更加柔和、均匀。
三、实施计划步骤1.开展技术研发：投入资金进行半导体照明设备核心技术的研发，包括材料研究、芯片设计、制造工艺等。
2.建立生产线：建立先进的生产线，购置高精度的设备和仪器，进行规模化生产。
3.品质管控：建立完善的品质管控体系，确保产品的质量和性能。
4.市场推广：通过各种渠道进行市场推广，提高品牌知名度。
5.售后服务：提供优质的售后服务，增强消费者对产品的信任。
四、适用范围本方案适用于半导体照明设备的研发和制造企业，以及有志于进入此领域的企业和个人。
同时，也适用于相关的政府机构和科研院所，为制定产业发展政策和规划提供参考。
五、创新要点1.技术创新：研发新型的半导体材料和制造工艺，提高设备的性能和稳定性。
2.生产模式创新：引入先进的生产管理模式，提高生产效率，降低成本。
3.市场模式创新：探索新的市场推广模式，提高品牌影响力。
六、预期效果预计通过本方案的实施，可以带来以下预期效果：1.提高国内半导体照明设备的研发和制造能力，缩短与国际领先水平的差距。
第一讲半导体照明产业技术的发展历程LED产业的发展是和半导体技术以及照明光源技术发展紧密相关的。
根据LED技术不同发展阶段，从其应用发展来看，LED产业的发展历程依次可分为大致以下几个阶段：1. ――指示应用阶段；2. ――信号、显示应用阶段；3. ――照明应用阶段。
1965年，全球第一款商用化发光二极管诞生，它是用锗材料作成的可发出红外光的LED，当时的单价约为45美元。
其后不久，Monsanto 和惠普公司推出了用GaAsP材料制作的商用化红色LED。
这种LED的效率为每瓦大约0.1流明，比一般的60至100瓦白炽灯的每瓦15流明要低上100多倍。
1968年，LED的研发取得了突破性进展，利用氮掺杂工艺使GaAsP器件的效率达到了1流明/瓦，并且能够发出红光、橙光和黄色光。
到了1971年，业界又推出了具有相同效率的GaP 绿色芯片LED。
80年代早期的重大技术突破是开发出了AlGaAs LED，它能以每瓦10流明的发光效率发红光，这一技术进步使LED能够应用于室外运动信息发布以及汽车中央高位刹车灯(CHMSL)设备。
1990年，业界又开发出了能够提供相当于最好的红色器件性能的AlInGaP技术，这比当时标准的GaAsP器件性能要高出10倍。
当今，效率最高的LED是用透明衬底AlInGaP材料做的。
在1991年至2001年期间，材料技术、芯片尺寸和外形方面的进一步发展使商用化LED的光通量提高了将近30倍。
1994年，中村修二在GaN基片上研制出了第一只蓝色发光二级管，由此人们看到了白光LED的曙光以及GaN基LED广阔的市场前景和巨大商机，也由此引发了对GaN基LED研究和开发的热潮。
GaN基LED迅速发展，并逐渐进入到应用市场领域。
蓝光LED的出现大大加速了大屏幕显示应用，从20世纪 90年代中期开始，许多广告、体育和娱乐场所开始应用LED大屏幕显示。
在紫外和蓝光技术上的突破使得另外一种生成白光的技术成为可能，即在单枚LED上通过蓝光激发荧光粉，生成白光，20世纪90年代后期制成了第一只这样的LED。
