顺义创新产业集群示范区已初具规模
第三代半导体企业集聚
中关村顺义园里，三栋现代感十足的大楼拔地而起，楼体外“国联万众”四个大字格外显眼。这就是国联万众“第三代半导体材料及应用联合创新基地”，将用于建设第三代半导体工艺平台、封装平台、检测平台、 科技 服务平台，基地预计未来实现产值规模可达到百亿级别。
走进第三代半导体材料及应用联合创新基地，三栋楼呈半围合之势，中心绿地生机勃勃，园区里处处充满现代气息。北京国联万众半导体 科技 有限公司主要从事第三代半导体芯片、器件制造和第三代半导体 科技 服务工作。公司研发生产的碳化硅电力电子二极管产品已投入市场，拥有几十家稳定的客户，MOSFET已开发出样品，开始为比亚迪等公司提供样品试用，成为国内领先的碳化硅电力电子芯片供应商。国联万众是国家双创示范基地“双创”支撑平台、国家级众创空间、中关村国家自主创新示范区硬 科技 孵化平台，已吸引半导体设备制造企业埃特曼(北京)半导体技术有限公司、深紫外外延企业北京中博芯半导体 科技 有限公司、第三代半导体检测企业北京国基科航第三代半导体检测技术有限公司、集成电路设计企业河北新华北集成电路有限公司(分公司)等10余家第三代半导体相关企业入驻或即将入驻园区。
顺义区聚焦发展器件(芯片)，细分领域包括650V以上车规级电力电子器件及5G基站通讯射频器件和适度发展模组、关键装备、衬底、外延、封测5个环节，打造以IDM模式为主、代工模式为辅的第三代半导体产业集聚区。
作为第三代半导体产业的衬底，清华大学微电子所清碳 科技 金刚石半导体材料产业化基地项目落地顺义；迪希埃、特思迪等装备制造企业落户；芯片与器件有北大中博芯、国联万众等多个项目支撑……顺义区第三代半导体产业园区已吸引第三代半导体企业20余家，累计总投资额40.6亿元。其中器件(芯片)环节聚集了国内头部企业。此外，顺义拥有理想 汽车 、奔驰新能源等应用企业，市场牵引明显。
突破航空航天产业“天花板”
5月19日，国家航天局发布“天问一号”任务探测器着陆过程两器分离和着陆后火星车拍摄的影像。图像中，着陆平台和“祝融号”火星车驶离坡道，太阳翼、天线等机构展开正常到位，标志着我国“天问一号”任务火星探测器成功着陆。这些机构的成功展开需要一个重要部件加持——“谐波减速器”，此次任务共有7套谐波减速器出自顺义企业中技克美之手，分别装配在探测器的坡道、桅杆及定向天线驱动等机构中。
北京航空产业园逐步成型，注册企业30余家。目前形成以中航发研究院为引领的基础研究和技术自主创新中心；以中航复材、中航青云等实体企业为代表的军民机复合材料、航空装备、民用航空产品的生产供应商，基本构建起航空为本、市场导向、创新驱动的格局。顺义航天产业园正规划打造卫星应用及智能装备产业基地、信息技术产业基地和卫星姿态轨道控制系统核心技术产业基地三大基地。
智能网联 汽车 日臻完善
顺义区规划了200平方公里智能网联 汽车 创新生态示范区，筹建1200亩自动驾驶封闭测试场，首期300亩已投入使用。开放145公里公开测试道路，建设全国首个智能网联 汽车 特色小镇，镇域内布局了高级别车联网系统。美团无人配送、滴滴自动驾驶、图森未来等一批涉及“车、路、云、网、图”体系的重点企业集聚发展。
北京顺创智能网联 科技 发展有限公司总经理刘斌介绍道：“顺义是继国家智能 汽车 与智慧交通(京冀)示范区海淀基地、亦庄基地之后第三个自动驾驶车辆封闭测试场。测试场搭建了智能网联 汽车 模拟仿真测试平台，集静态场景编辑、动态场景还原、传感器仿真、车辆动力学仿真、关键场景提取、人工智能对抗样本生成等功能于一体，可针对不同企业的需求实施定制化整体解决方案。”测试场通过打造“封闭场地+模拟仿真”的双赛道模式，实现仿真环境与封闭场地的映射标定，建立自动驾驶能力评估体系。
顺义区在感知、决策、控制等环节持续推进智能网联 汽车 技术创新，着力测试环境及验证能力建设。区内企业正元地理信息、天地图、中科星图等专注于高精度地图开发，罗克维尔斯、星河亮点、图森未来、未来城运等专注于智能网联产品开发，触达无界、桔电出行、沃芽 科技 等提供智能网联车辆运营服务,顺义区智能网联产业链条日臻完善。(许金星)
经过近十年的发展，二维电子学已经取得了巨大进步，但在大面积单晶制备、关键器件工艺、与主流半导体技术兼容性等方面仍存在挑战。
南京大学电子科学与工程学院王欣然教授课题组聚焦上述问题，研究突破二维半导体单晶制备和异质集成关键技术，为后摩尔时代集成电路的发展提供了新思路。相关研究成果近期连续发表在Nature Nanotechnology上。
半导体单晶材料是微电子产业的基石。与主流的12寸单晶硅晶圆相比，二维半导体的制备仍停留在小尺寸和多晶阶段，开发大面积、高质量的单晶薄膜，是迈向二维集成电路的第一步。然而，二维材料的生长过程中，数以百万计的微观晶粒随机生成，只有控制所有晶粒保持严格一致的排列方向，才有可能获得整体的单晶材料。
蓝宝石是半导体工业界广泛使用的一种衬底，在规模化生产、低成本和工艺兼容性方面具有突出的优势。合作团队提出了一种方案，通过改变蓝宝石表面原子台阶的方向，人工构筑了原子尺度的“梯田”。
利用“原子梯田”的定向诱导成核机制，实现了TMDC的定向生长。基于此原理，团队在国际上首次实现了2英寸MoS2单晶薄膜的外延生长。
得益于材料质量的提升，基于MoS2单晶制备的场效应晶体管迁移率高达102.6 cm2/Vs，电流密度达到450 μA/μm，是国际上报道的最高综合性能之一。同时，该技术具有良好的普适性，适用于MoSe2等其他材料的单晶制备，该工作为TMDC在集成电路领域的应用奠定了材料基础。
大面积单晶材料的突破使得二维半导体走向应用成为可能。在第二个工作中，电子学院合作团队基于第三代半导体研究的多年积累，结合最新的二维半导体单晶方案，提出了基于MoS2 薄膜晶体管驱动电路、单片集成的超高分辨Micro-LED显示技术方案。
Micro-LED是指以微米量级LED为发光像素单元，将其与驱动模块组装形成高密度显示阵列的技术。与当前主流的LCD、OLED等显示技术相比，Micro-LED在亮度、分辨率、能耗、使用寿命、响应速度和热稳定性等方面具有跨代优势，是国际公认的下一代显示技术。然而，Micro-LED的产业化目前仍面临诸多挑战。
首先，小尺寸下高密度显示单元的驱动需求难以匹配。其次，产业界流行的巨量转移技术在成本和良率上难以满足高分辨率显示技术的发展需求。特别对于AR/VR等超高分辨应用，不仅要求分辨率超过3000PPI，而且还需要显示像元有更快的响应频率。
合作团队瞄准高分辨率微显示领域，提出了MoS2 薄膜晶体管驱动电路与GaN基Micro-LED显示芯片的3D单片集成的技术方案。团队开发了非“巨量转移”的低温单片异质集成技术，采用近乎无损伤的大尺寸二维半导体TFT制造工艺，实现了1270 PPI的高亮度、高分辨率微显示器，可以满足未来微显示、车载显示、可见光通讯等跨领域应用。
其中，相较于传统二维半导体器件工艺，团队研发的新型工艺将薄膜晶体管性能提升超过200%，差异度降低67%，最大驱动电流超过200 μA/μm，优于IGZO、LTPS等商用材料，展示出二维半导体材料在显示驱动产业方面的巨大应用潜力。
该工作在国际上首次将高性能二维半导体TFT与Micro-LED两个新兴技术融合，为未来Micro-LED显示技术发展提供了全新技术路线。
上述工作分别以 “Epitaxial growth of wafer-scale molybdenum disulfide semiconductor single crystals on sapphire” （通讯作者为王欣然教授和东南大学王金兰教授）和 “Three dimensional monolithic micro-LED display driven by atomically-thin transistor matrix” （通讯作者为王欣然教授、刘斌教授、施毅教授和厦门大学张荣教授）为题， 近期在线发表于Nature Nanotechnology。
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