“纳米积木”（原子层范德华纳米材料及其异质结构），就是把不同的层状材料的单层或少层分离出来，像搭积木一样，通过堆叠、旋转等方式，设计特定的形状或结构，形成一个自然界中不存在的 “人造晶体”。
山西大学光电研究所韩拯就是玩转 “纳米积木” 的一位年轻教授，他通过设计特殊的结构，借用传统半导体器件的范例，在微纳米尺度新型半导体结构，展示了二维层状材料垂直组装电子器件的诸多新奇物理现象。
韩拯和合作者首次利用二维原子晶体替代硅基场效应鳍式晶体管的道沟材料，在实验室规模演示了目前世界上沟道宽度最小的鳍式场效应晶体管，将沟道材料宽度减小至 0.6 纳米。同时，获得了最小间距为 50 纳米的单原子层沟道鳍片阵列。
此外，他带领的研究团队首次报道的二维本征铁磁半导体自旋场效应器件，为继续寻找室温本征二维铁磁半导体提供了指导意义。
图 | 《麻省理工 科技 评论》“35 岁以下 科技 创新 35 人” 2020 年中国区榜单入选者韩拯
凭借上述研究成果，韩拯成功入选 “35 岁以下 科技 创新 35 人”（Innovators Under 35）2020 年中国区榜单，获奖理由为用二维功能材料制造新型的纳米电子器件，以新型的原子层次制造路线突破半导体工艺，为后摩尔时代晶体管工艺寻找新方案。
铅笔芯的主要成分是石墨，是典型的范德华材料。由于石墨中碳原子层与层之间的范德华结合力较弱，在纸上写字过程当中笔尖上“蹭”下来的二维碳纳米片，就成为了宏观下人们看到的字迹。直到 2000 年左右，英国曼彻斯特科学家安德烈・海姆（Andre Geim，AG）和康斯坦丁・诺沃肖洛夫（Konstantin Novoselov）首次把石墨的单原子层（约 0.3nm 厚）分离了出来，并因此获得了 2010 年诺贝尔物理学奖。
韩拯以此为灵感，对物理、材料工程、微观世界等科学领域愈发好奇，这也跟他的成长经历息息相关。
韩拯是江苏人，本科考入吉林大学物理学院，开始核物理专业学习。之后考入中国科学院金属研究所材料学硕士专业。2010 年，他在法国国家科学中心 CNRS 下属的 NEEL 研究所攻读纳米电子学与纳米 科技 博士学位。其导师对于他的评价是：“年轻躁动、充满创新活力。”
之后他作为博士后，在美国哥伦比亚大学物理系，从事范德华人工异质结构的维纳器件量子霍尔效应和电子光学等物理性能研究。
“随着对自身行业的不断深入了解和研究，渐渐地进入了角色，也爱上了科研。” 韩拯告诉 DeepTech。
期间，他作为共同第一作者，完成了二维d道输运电子在 pn 结界面的负折射工作，为实现新的电子开关创造了基础，被 Physics World 杂志评为 2016 年度十大物理学突破之一。
在 2015 年 9 月，而立之年的韩拯决定回国，之后一直在中国科学院金属研究所开展新型人工纳米器件的量子输运调控研究。
对于他而言，在研究当中最享受和最开心的事莫过于，本来一个不太明白的事，不断地通过数据积累与同行讨论之后把它弄明白。
之后，韩拯团队以少数层二硫化钼为研究体系，利用超薄（少数原子层）的六方氮化硼（h-BN）作为范德华异质结的隧穿层，系统开展了隧穿晶体管器件研究。
图 | 硫化钼隧穿晶体管光学照片（比例尺 5 微米）、多工作组态整流效应、以及垂直方面切面图
通过在金属和半导体 MoS2 界面之间引入隧穿层 h-BN，可有效降低界面处的肖特基势垒，从而实现通过局域栅电极对通道 MoS2 费米能级的精确静电调控。所获得的 MoS2 隧穿晶体管仅通过门电压调控，即可实现具有不同功能的整流器件，包括 pn 二极管、全关、np 二极管、全开器件。
这项工作首次将双向可调的二极管和场效应管集成到单个纳米器件中，为未来超薄轻量化、柔性多工作组态的纳米器件提供了研究思路。
之所以选择纳米新材料这个方向，除了自身专业背景之外，更重要的是韩拯对科学一直抱有好奇心。
对此，韩拯表示：“硬盘的读写速率速度越来越跟不上 CPU 的运行速度，如果能把它俩合到一起去做存算一体，可以提高计算机的性能。最直接的方法就是把硅半导体与磁复合到一起，变成一个磁性半导体。”
韩拯团队采用惰性气氛下原子层厚度的垂直组装，发现 3.5nm 厚的 Cr2Ge2Te6 材料在铁磁居里温度以下能够保持优秀的载流子导通性，并且能够实现电子与空穴的双极场效应。该型纳米器件在门电压调控下，磁性亦能得到有效调控，并且与电输运相仿，存在双极门电压可调特性。
“磁性的来源是电子自旋和自旋之间的相互作用。目前，人们发现的室温铁磁性基本上要么在金属当中，要么在绝缘体当中，半导体的磁性很难维持到室温。科学家们一直在积极研究寻找室温下堪用的磁性半导体。” 韩拯告诉 DeepTech。
少数层 Cr2Ge2Te6 是目前已知的首个拥有内禀自旋和电荷态密度双重双极可调特性的二维纳米电子材料，这为继续寻找室温本征二维铁磁半导体提供了一定的指导意义。
例如，来自新加坡国立大学的研究团队在该研究基础上，进一步加强了离子掺杂胶的载流子浓度，将少数层 Cr2Ge2Te6 的铁磁居里温度增强了 4 倍，达到 250K（零下 25 摄氏度）温度。
除此之外，韩拯与合作者首次针对具有巨大面内电导率各向异性的二维材料碲化镓，通过垂直电场实现了对该各向异性电阻率比值的调控，从 10 倍调控至高达 5000 倍，该数值为目前已知二维材料领域里报道的最高记录。
这意味着发现了电子世界的 “交通新规”：在晶格传输过程中，受外电场的影响，电子的导电特性沿着不同方向表现出了一定的差异。
也就是说，如果将电子传输通道比喻成两条垂直的繁华街道。当没有电场时，一条是另一条通过率的 10 倍左右。一旦施加一定强度的外电场，这两条 “车道” 上的电子通过率差别可高达 5000 倍。
站在科幻角度来描述，这种材料可以制作成为一种新型各向异性存储器，当该存储器中一次性写入的数据，沿其中一个方向读取出来的是一本小说，而沿另一个方向读取出来的，则是一部电影。
发现的二维极限 GaTe 纳米电子器件展示出了门电压可调的、面内巨各向异性电阻效应（Giant Anisotropic Resistance），为实现新型各向异性逻辑运算、存储单元、以及神经元模拟器件等提供了可能。
之后，韩拯与合作者湖南大学刘松教授、金属研究所孙东明教授等人，首次提出了利用二维原子晶体替代硅基场效应晶体管 FinFET 的 fin 的沟道材料，通过模板生长结合多步刻蚀的方法，制备出了目前世界上沟道宽度最小的（0.6nm）鳍式场效应晶体管（FinFET），也是目前世界上最薄的鳍式晶体管。
FinFET 是一种为了解决由于进一步集成化需求，硅基平面场效应晶体管的尺寸被进一步缩小所引起的短沟道效应等问题，采用将沟道和栅极制备成 3D 竖直形态的鳍（fin）式晶体管。然而，受限于目前微纳加工的精度，报道的硅基 FinFET 沟道宽度最小约为 5nm。
该团队采用自下而上 Bottom-up 的湿法化学沉积，在高度数百纳米台阶状的模板牺牲层上连续保形生长单层二维原子晶体半导体，最终将 FinFET 的沟道材料宽度缩小至单原子层极限的亚纳米尺度（0.6 nm），几乎达到物理极限。
同时，采用多重刻蚀等微纳加工工艺，基于此制备演示了最小间距为 50 nm 的单原子层沟道鳍片阵列，为后摩尔时代的场效应晶体管器件的发展提供了新方案。
在工业界，尤其在半导体工业，大家都希望芯片的尺度越来越小，性能越来越高。FinFET可以把平面通道变成站立通道，这样就节约了大量的空间，如此一次就能在更小的面积里，储存更多的芯片或运算单元。
简单来讲，韩拯其主要研究的是功能材料在尺寸非常非常小的时候，有哪些有趣的物理性质和新奇的物理行为，并进一步利用这些有趣的物理现象，来组装制造成纳米尺度下的低功耗、多功能、智能化的小型电子器件。
事实上，一些范德华材料已经在例如透明柔性电子、能源催化等诸多性能方面超越了传统材料，具有诱人的发展前景。
“团队目前虽然以基础研究为主，但也正在逐渐努力从实验室走向应用，我们需要进一步在原始创新以及与应用研究交叉结合等方面多下功夫”。如何实现从零到一的创造发明，并不断加强研究的深度，将是韩拯团队后续工作中的首要目标。
“我们知道这很难，但是仍然要努力学习做一名孤独的研究者，一方面，是静下心来钻研的孤独，另一方面，则是在创新创造上独树一帜。” 韩拯告诉 DeepTech。
在下一阶段，韩拯表示将继续深耕纳米积木领域，专注在新原理、新结构、新制造方式等科学目标。用自下而上、原子层次制造的路线，与目前主流的自上而下半导体工艺相结合，从而展现更多的可能性。
相信在摩尔定律行将失效不久的将来，小尺寸的突破口，一定出现在纳米制造领域，例如自组装、生物模版、原子层次 3D 打印等等。
一.构建符合高素质人才培养目标要求的综合型教学新体系大学生创新能力的培养，必须具备先进的教育理念。我院教学改革的指导思想是：坚持解放思想、实事求是、与时俱进的精神，大力推进教育创新适应国际化、现代化建设和人才市场的需求体现先进教育理念，保持“宽口径、厚基础、重个性、强能力、求创新”的教学传统和特色发挥省部共建重点实验室、省级示范性实验中心的辐射作用，提高我国师范基础课程的教学水平。中心的改革思路是：树立以学生为本，知识传授、能力培养、素质提高协调发展的教育理念和以能力培养为核心的实验教学观念，建立有利于培养学生实践能力和创新能力的实验教学体系，建设满足现代实验教学需要的高素质实验教学队伍，建设仪器设备先进、资源共享、开放服务的实验教学环境，建立现代化的高效运行的管理机制，全面提高大学生的实践创新能力。值得一提的是，实践教学体系中的课外科技实践活动部分是大学生实践创新能力培养的重要环节，对提高学生实践能力，综合素质培养以及营造校园学术创新氛围方面，均起到了良好的推动作用。
二.课外科技实践创新活动的开展
1.教学改革顶层设计
我院对实践教学改革进行了顶层设计，确定了大学生课外科技实践体系，即实施“一个目标、二个梯队、三大活动平台”的可持续发展的大学生课外科技活动模式，科技创新活动在三个层面上展开，每个层面都蕴含了创新的元素，实践教学改革顶层设计关系图
(1)目标层面―――以提高大学生创新精神和创新能力为目标,依托省部共建重点实验室、物理实验中心和学院四个创新实验基地(物理创新实验室、家用电器维修小组、网络建设与维护活动小组和物理教育兴趣小组)，开展学生课外科技活动，提高大学生的创新精神和创新能力。做到“四个有利于”：有利于培养学生的创新精神和创新能力有利于学生消化专业知识和接触科学研究前沿有利于培养团队合作能力和组织能力有利于促进重点实验室的科学研究和优化研究生生源。
(2)团队建设层面―――建设相对稳定的大学生课外科技活动指导教师梯队。依托重点实验室的先进仪器设备和前沿性的科研方向，鼓励指导教师将课外科技活动的指导与日常科学研究结合起来，即将学生课外科技活动与学年论文、毕业论文、研究生培养及大学生实践资助项目的申报与管理结合起来，实现课外科技活动有基地、有指导、有经费的有序开展。大学生科技创新实践团队由四个大学生创新实践团队协作组成的创新平台:四个团队，各具特色，优势互补。半导体团队和热电团队，科技创新性较强，依托省部共建教育部重点实验室，经费充足，集中进行材料制备和性能表征等工作电修团队和多媒体团队，科技实践性较强，电修团队集中于器件性能测试和产品设计与仪器维护，多媒体团队针对先进材料与器件中的前沿科学问题，制作论文图表、晶体生长动态过程、微观机制等多媒体课件、科技讲座视频，并为重点实验室网站提供服务。
(3)活动平台建设层面―――构建大学生课外科技活动的“三大平台”。
科技普及活动平台：以学术报告(重点实验室大型仪器的原理与使用、半导体纳米复合材料研究方向与进展、中学物理教学研究热点问题等)、重点实验室参观、科技知识普及培训、国家中学物理教师培训为主要形式。
科技实验活动平台：结合省级重点物理学学科优势和特点，打造实验教具与维修、多媒体课件制作、家用电器维修等课外科技活动，主要任务是维修与维护实验仪器设备，参与大学生“三下乡”活动，申请专利，宣传科普知识，培养中学物理科技活动辅导员。
科技竞赛活动平台：以学科竞赛为主要载体，充分发挥重点实验室的师资、设备、项目等资源优势，择优指导学生深入重点实验室和实践基地，参与教师的科研工作，公开发表论文，学生自主组队、自主选题、大多以项目或各类学科竞赛的形式进入实验基地，很多学生受到了很好的锻炼和教育，为日后取得优异的成绩打下了良好的基础。
2.学科竞赛活动的开展
各类学科竞赛活动是高校开展创新教育、素质教育的重要的动力来源，也是评价教学质量的重要指标。在参与竞赛的过程中，学生认真、规范地完成所有环节，即使没有获得任何奖项，对学生的创新能力的培养以及综合素质的培养必将起到极大地促进作用。学院以各类科技创新竞赛为基础，大力开展大学生的日常科技实践与科技创新活动，引导广大学生积极参加各类层次的科技创新以及技能竞赛。在实践过程中，提倡不同专业、不同年级组队协助完成，特别是突出学生对基础理论知识的掌握和实践能力的提高。学院鼓励学生发挥创新思维，特别是注重培养学生自立、协作等综合素质。学生发表论文、获奖等取得成绩的可以折合成学分。经过多年的探索与实践，学院逐步形成了以“挑战杯”、“全国多媒体课件大赛”、“全国大学生物理教学技能大赛”等赛事为基础，电子设计、教学设计、软件设计、创业计划等系列赛事构成的科技竞赛体系。物理与电子工程学院对培养学生创新精神和实践能力非常重视，科技创新实践能力的培养一直是我们的专长和特色。学院拥有历史悠久的电修小组、多媒体课件、网络建设与维护活动室等大学生创新项目实验室，今年依托教育部重点实验室，又组织了半导体和热电材料团队两个大学生科技创新团队。 3大力实施大学生实践创新项目
大学生实践创新计划是国家大力提倡，同时也是高等学校本科教学质量与教学改革工程的重要组成部分。我院组织教师和学生实施校级和国家级创新项目，依托重点实验室和大学生实验基地，带领广大学生积极开展科学研究与实践创新活动，形成了团队合作创新浓厚氛围。2005年以来，我院学生实施校级实践创新计划项目60项，参与学生100多人，项目支持经费3000-5000元。在实践的过程中，形成了良好的“传帮带”梯队，校级计划训练项目学生参与面广，受益学生多，通过实践创新项目的历练，学生积累了初步实践创新的经验，也为就业打下了良好的基础。
三.实践成果
我院在日常的科技创新活动中，所获成绩显著，成果喜人。以“大学生科技三下乡活动”、“大学生科技创新活动”为主要载体，为了推动这项基础性活动的开展，强化大学生的科技实践活动，努力营造创新教育氛围。学院各实验室为学生提供各种实验设备，支持大学生的科技创新活动。值得一提的是，我院学生的“科技三下乡”活动坚持了20多年，取得了良好的社会效果，学生又受到了锻炼。近几年，我院教师10人次先后获得哈尔滨师范大学课外学术科技活动中荣获优秀指导教师称号和哈尔滨师范大学暑期“三下乡”社会实践活动优秀指导教师称号。2006年以来，我院学生获得省级以上各类学科竞赛奖超过100项。学生实验基本技能宽厚扎实，实践创新能力强，实验创新成果显著，发表论文20多篇。2006年-2012年，我院学生连续多年在教育部举办全国多媒体课件大赛获得一等奖、二等奖和三等奖共计31项全国性大赛奖励，有31人次获得实用新型专利13项，今年我院学生获得“挑战杯”黑龙江赛区三等奖一项。物理专业学生在全国大学生物理教学模拟大赛上连续五年取得了团体奖和一等奖等近50项奖的优异成绩。
在物理实验项目设计上，我们设计了一些设计性、综合性实验，指导学生通过实验完成一些小论文。如利用引进的传感器实验仪，让学生查找资料，进行扩展性实验研究并写出毕业论文。近几年，利用实验设备进行实验研究并撰写研究报告的学生有300多人。对于设计性实验教学，对万用表的设计与制作实验、电学黑盒子实验、凹透镜焦距的测定、LED伏安特性曲线、铜丝电阻温度系数的测定等若干个实验一直坚持设计性实验教学，并且每学期考试都包含设计性实验的内容，经过20多年的努力，取得了一定的经验，培养了学生的实践创新能力。
总之，在我国应试教育现象依然严重、高校扩招造成的人力、物力矛盾日益突出的新形势下，如何整合现有资源，建立大学生科技创新实践平台的长效性运行机制，培养具有创新精神和创新实践能力的大学生，是高校教育改革的重要课题，对于提高全民科学素质和创新能力具有重大的社会意义。依托省部共建重点实验室，用创新教育教学理念指导人才培养，改变旧的教育教学体制和方式对创新人才培养的制约，以激发学生兴趣为原动力，引导学生积极进行实践创新，深入进行教学改革，以提高学生的科技创新能力为目标，师生共建精英科研团队，以科研项目和学科竞赛活动为载体，为广大学生的创新能力的培养营造良好的氛围，搭建创新的平台。
半导体材料(semiconductor material)是一类具有半导体性能(导电能力介于导体与绝缘体之间，电阻率约在1mΩ·cm～1GΩ·cm范围内)、可用来制作半导体器件和集成电路的电子材料。
一、半导体材料主要种类
半导体材料可按化学组成来分，再将结构与性能比较特殊的非晶态与液态半导体单独列为一类。按照这样分类方法可将半导体材料分为元素半导体、无机化合物半导体、有机化合物半导体和非晶态与液态半导体。
1、元素半导体：在元素周期表的ⅢA族至ⅦA族分布着11种具有半导性半导体材料的元素，下表的黑框中即这11种元素半导体,其中C表示金刚石。C、P、Se具有绝缘体与半导体两种形态B、Si、Ge、Te具有半导性Sn、As、Sb具有半导体与金属两种形态。P的熔点与沸点太低,Ⅰ的蒸汽压太高、容易分解，所以它们的实用价值不大。As、Sb、Sn的稳定态是金属，半导体是不稳定的形态。B、C、Te也因制备工艺上的困难和性能方面的局限性而尚未被利用。因此这11种元素半导体中只有Ge、Si、Se 3种元素已得到利用。Ge、Si仍是所有半导体材料中应用最广的两种材料。
（半导体材料）
2、无机化合物半导体：分二元系、三元系、四元系等。 二元系包括：①Ⅳ-Ⅳ族:SiC和Ge-Si合金都具有闪锌矿的结构。②Ⅲ-Ⅴ族:由周期表中Ⅲ族元素Al、Ga、In和V族元素P、As、Sb组成，典型的代表为GaAs。它们都具有闪锌矿结构,它们在应用方面仅次于Ge、Si,有很大的发展前途。③Ⅱ-Ⅵ族:Ⅱ族元素Zn、Cd、Hg和Ⅵ族元素S、Se、Te形成的化合物，是一些重要的光电材料。ZnS、CdTe、HgTe具有闪锌矿结构。④Ⅰ-Ⅶ族：Ⅰ族元素Cu、Ag、Au和 Ⅶ族元素Cl、Br、I形成的化合物，其中CuBr、CuI具有闪锌矿结构。⑤Ⅴ-Ⅵ族：Ⅴ族元素As、Sb、Bi和Ⅵ族元素 S、Se、Te形成的化合物具有的形式,如Bi2Te3、Bi2Se3、Bi2S3、As2Te3等是重要的温差电材料。⑥第四周期中的B族和过渡族元素Cu、 Zn、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni的氧化物,为主要的热敏电阻材料。⑦某些稀土族元素 Sc、Y、Sm、Eu、Yb、Tm与Ⅴ族元素N、As或Ⅵ族元素S、Se、Te形成的化合物。 除这些二元系化合物外还有它们与元素或它们之间的固溶体半导体，例如Si-AlP、Ge-GaAs、InAs-InSb、AlSb-GaSb、InAs-InP、GaAs-GaP等。研究这些固溶体可以在改善单一材料的某些性能或开辟新的应用范围方面起很大作用。
（半导体材料元素结构图）
半导体材料
三元系包括：族:这是由一个Ⅱ族和一个Ⅳ族原子去替代Ⅲ-Ⅴ族中两个Ⅲ族原子所构成的。例如ZnSiP2、ZnGeP2、ZnGeAs2、CdGeAs2、CdSnSe2等。族：这是由一个Ⅰ族和一个Ⅲ族原子去替代Ⅱ-Ⅵ族中两个Ⅱ族原子所构成的, 如 CuGaSe2、AgInTe2、 AgTlTe2、CuInSe2、CuAlS2等。：这是由一个Ⅰ族和一个Ⅴ族原子去替代族中两个Ⅲ族原子所组成,如Cu3AsSe4、Ag3AsTe4、Cu3SbS4、Ag3SbSe4等。此外，还有它的结构基本为闪锌矿的四元系(例如Cu2FeSnS4)和更复杂的无机化合物。
3、有机化合物半导体：已知的有机半导体有几十种，熟知的有萘、蒽、聚丙烯腈、酞菁和一些芳香族化合物等，它们作为半导体尚未得到应用。
4、非晶态与液态半导体：这类半导体与晶态半导体的最大区别是不具有严格周期性排列的晶体结构。
二、半导体材料实际运用
制备不同的半导体器件对半导体材料有不同的形态要求，包括单晶的切片、磨片、抛光片、薄膜等。半导体材料的不同形态要求对应不同的加工工艺。常用的半导体材料制备工艺有提纯、单晶的制备和薄膜外延生长。
半导体材料所有的半导体材料都需要对原料进行提纯，要求的纯度在6个“9”以上，最高达11个“9”以上。提纯的方法分两大类，一类是不改变材料的化学组成进行提纯，称为物理提纯另一类是把元素先变成化合物进行提纯，再将提纯后的化合物还原成元素，称为化学提纯。物理提纯的方法有真空蒸发、区域精制、拉晶提纯等，使用最多的是区域精制。化学提纯的主要方法有电解、络合、萃取、精馏等，使用最多的是精馏。由于每一种方法都有一定的局限性，因此常使用几种提纯方法相结合的工艺流程以获得合格的材料。
（半导体材料）
绝大多数半导体器件是在单晶片或以单晶片为衬底的外延片上作出的。成批量的半导体单晶都是用熔体生长法制成的。直拉法应用最广，80%的硅单晶、大部分锗单晶和锑化铟单晶是用此法生产的，其中硅单晶的最大直径已达300毫米。在熔体中通入磁场的直拉法称为磁控拉晶法，用此法已生产出高均匀性硅单晶。在坩埚熔体表面加入液体覆盖剂称液封直拉法，用此法拉制砷化镓、磷化镓、磷化铟等分解压较大的单晶。悬浮区熔法的熔体不与容器接触，用此法生长高纯硅单晶。水平区熔法用以生产锗单晶。水平定向结晶法主要用于制备砷化镓单晶，而垂直定向结晶法用于制备碲化镉、砷化镓。用各种方法生产的体单晶再经过晶体定向、滚磨、作参考面、切片、磨片、倒角、抛光、腐蚀、清洗、检测、封装等全部或部分工序以提供相应的晶片。
在单晶衬底上生长单晶薄膜称为外延。外延的方法有气相、液相、固相、分子束外延等。工业生产使用的主要是化学气相外延，其次是液相外延。金属有机化合物气相外延和分子束外延则用于制备量子阱及超晶格等微结构。非晶、微晶、多晶薄膜多在玻璃、陶瓷、金属等衬底上用不同类型的化学气相沉积、磁控溅射等方法制成。
三、半导体材料发展现状
相对于半导体设备市场，半导体材料市场长期处于配角的位置，但随着芯片出货量增长，材料市场将保持持续增长，并开始摆脱浮华的设备市场所带来的阴影。按销售收入计算，
半导体材料日本保持最大半导体材料市场的地位。然而台湾、ROW、韩国也开始崛起成为重要的市场，材料市场的崛起体现了器件制造业在这些地区的发展。晶圆制造材料市场和封装材料市场双双获得增长，未来增长将趋于缓和，但增长势头仍将保持。
（半导体材料）
美国半导体产业协会(SIA)预测，2008年半导体市场收入将接近2670亿美元，连续第五年实现增长。无独有偶，半导体材料市场也在相同时间内连续改写销售收入和出货量的记录。晶圆制造材料和封装材料均获得了增长，预计今年这两部分市场收入分别为268亿美元和199亿美元。
日本继续保持在半导体材料市场中的领先地位，消耗量占总市场的22%。2004年台湾地区超过了北美地区成为第二大半导体材料市场。北美地区落后于ROW(RestofWorld)和韩国排名第五。ROW包括新加坡、马来西亚、泰国等东南亚国家和地区。许多新的晶圆厂在这些地区投资建设，而且每个地区都具有比北美更坚实的封装基础。
芯片制造材料占半导体材料市场的60%，其中大部分来自硅晶圆。硅晶圆和光掩膜总和占晶圆制造材料的62%。2007年所有晶圆制造材料，除了湿化学试剂、光掩模和溅射靶，都获得了强劲增长，使晶圆制造材料市场总体增长16%。2008年晶圆制造材料市场增长相对平缓，增幅为7%。预计2009年和2010年，增幅分别为9%和6%。
半导体材料市场发生的最重大的变化之一是封装材料市场的崛起。1998年封装材料市场占半导体材料市场的33%，而2008年该份额预计可增至43%。这种变化是由于球栅阵列、芯片级封装和倒装芯片封装中越来越多地使用碾压基底和先进聚合材料。随着产品便携性和功能性对封装提出了更高的要求，预计这些材料将在未来几年内获得更为强劲的增长。此外，金价大幅上涨使引线键合部分在2007年获得36%的增长。
与晶圆制造材料相似，半导体封装材料在未来三年增速也将放缓，2009年和2010年增幅均为5%，分别达到209亿美元和220亿美元。除去金价因素，且碾压衬底不计入统计，实际增长率为2%至3%。
四、半导体材料战略地位
20世纪中叶，单晶硅和半导体晶体管的发明及其硅集成电路的研制成功，导致了电子工业革命20世纪70年代初石英光导纤维材料和GaAs激光器的发明，促进了光纤通信技术迅速发展并逐步形成了高新技术产业，使人类进入了信息时代。超晶格概念的提出及其半导体超晶格、量子阱材料的研制成功，彻底改变了光电器件的设计思想，使半导体器件的设计与制造从“杂质工程”发展到“能带工程”。纳米科学技术的发展和应用，将使人类能从原子、分子或纳米尺度水平上控制、 *** 纵和制造功能强大的新型器件与电路，深刻地影响着世界的政治、经济格局和军事对抗的形式，彻底改变人们的生活方式
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