隨著人工智能技術(shù)的迅猛發(fā)展，特別是以GPT系列為代表的大型預(yù)訓(xùn)練模型的興起，對(duì)于計(jì)算能力的需求呈現(xiàn)出了前所未有的增長(zhǎng)趨勢(shì)。這些模型依靠龐大的數(shù)據(jù)集進(jìn)行訓(xùn)練，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自然語(yǔ)言處理任務(wù)，例如語(yǔ)言理解和生成等，但也對(duì)計(jì)算硬件領(lǐng)域的創(chuàng)新和技術(shù)升級(jí)提出了更高的要求，其中基板（襯底）作為支撐芯片的關(guān)鍵材料更是不例外。

（圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）

基板在芯片的生產(chǎn)和制作過(guò)程中，主要作為支撐和固定材料用于生長(zhǎng)外延層。由于基板的特性關(guān)乎外延層的生長(zhǎng)質(zhì)量，影響芯片的特性和制造工藝，進(jìn)而影響最終產(chǎn)品的性能，通常要求基板材料具備熱學(xué)性好、機(jī)械強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定性好等基本特性，更重要的是，還要求與外延層的特性配合。

在傳統(tǒng)的芯片制造過(guò)程中，單晶硅片無(wú)疑是最為人熟知且應(yīng)用最為廣泛的基板材料，它憑借良好的晶體結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定的物理化學(xué)性質(zhì)以及成熟的制造工藝，成為集成電路（IC）、微處理器、存儲(chǔ)器等主流電子產(chǎn)品的首選。但隨著步入AI時(shí)代，外延材料也更加廣泛，單晶硅片特性并無(wú)法滿(mǎn)足某些特定外延層的生長(zhǎng)要求，比如在光電器件和高速電子器件中常用的InGaAs外延層，由于與單晶硅片之間存在晶格失配，會(huì)導(dǎo)致外延層中產(chǎn)生位錯(cuò)等缺陷，嚴(yán)重影響最終器件的性能。同時(shí)硅和InGaAs的熱膨脹系數(shù)也不同，在高溫生長(zhǎng)過(guò)程中可能會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力積累，進(jìn)而影響材料的質(zhì)量，而磷化銦、砷化鎵等基板卻與InGaAs具有很好的晶格適配性，為InGaAs外延層的生長(zhǎng)提供了很好的條件。

基板材料除了通過(guò)影響外延層生長(zhǎng)來(lái)間接影響器件性能外，其本身特性也會(huì)直接影響芯片特性。比如鍺、磷化銦、砷化鎵等半導(dǎo)體材料，它們各自有著獨(dú)特的物理、化學(xué)特性和應(yīng)用領(lǐng)域。鍺作為第一代半導(dǎo)體的另一大代表，是一種重要的紅外材料，其襯底在紅外光電器件中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。而磷化銦和砷化鎵作為第二代半導(dǎo)體的代表，則在制作高性能微波、毫米波及發(fā)光器件上有明顯優(yōu)勢(shì)，砷化鎵具有極高的電子遷移率（6500cm2/V·s）和飽和電子速度（20×10⁶cm/s），適用于高速、高頻的集成電路，磷化銦則具有更高的電光轉(zhuǎn)換效率，特別適用于制造高速、高靈敏度的光探測(cè)器、激光器和調(diào)制器等光電器件。

鍺基板、砷化鎵基板、磷化銦基板特性對(duì)比

10月22-23日，為探尋新材料行業(yè)新出路，緊追AI人工智能芯熱潮，粉體圈將于深圳舉辦“新材料為AI產(chǎn)業(yè)提速”先鋒論壇，屆時(shí)將邀請(qǐng)眾多行業(yè)專(zhuān)家和領(lǐng)先企業(yè)深入探討關(guān)鍵材料在AI產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用前景，其中，來(lái)自北京通美晶體技術(shù)股份有限公司的任殿勝博士將現(xiàn)場(chǎng)分享報(bào)告《AI算力新材料：砷化鎵基板，磷化銦基板和鍺基板》，帶大家深入了解這三類(lèi)基板材料的特性、在AI領(lǐng)域的應(yīng)用以及市場(chǎng)前景。

報(bào)告人介紹

任殿勝，本科和碩士就讀于北京理工大學(xué)，博士畢業(yè)于天津大學(xué)。現(xiàn)任北京通美晶體技術(shù)有限公司（美國(guó)AXT Inc）技術(shù)中心總監(jiān)。從事半導(dǎo)體材料行業(yè)已有二十多年。具有豐富的半導(dǎo)體材料表面研究經(jīng)驗(yàn)，長(zhǎng)期從事砷化鎵、磷化銦化合物半導(dǎo)體晶片以及鍺晶片加工技術(shù)開(kāi)發(fā)以及晶片表面特性研究。

關(guān)于北京通美

北京通美晶體技術(shù)股份有限公司是一家全球知名的半導(dǎo)體材料科技企業(yè)，主要從事磷化銦襯底、砷化鎵襯底、鍺襯底、PBN材料及其他高純材料的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售。公司的磷化銦襯底、砷化鎵襯底、鍺襯底產(chǎn)品可用于生產(chǎn)射頻器件、光模塊、LED（Mini LED及Micro LED）、激光器、探測(cè)器、傳感器、太空太陽(yáng)能電池等器件，在5G通信、數(shù)據(jù)中心、新一代顯示、人工智能、無(wú)人駕駛、可穿戴設(shè)備、航天等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用空間。公司的PBN材料及其他高純材料產(chǎn)品從源頭上保障了公司半導(dǎo)體襯底上游材料的高品質(zhì)供應(yīng)，同時(shí)在化合物半導(dǎo)體、半導(dǎo)體設(shè)備、OLED、LED等產(chǎn)業(yè)有廣泛的應(yīng)用。

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