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一、引言

半导体产业的国民经济的基础，半导体材料产业则是基础的基础。正所谓“以食为天”，半导体材料就是半导体产业的食粮，是半导体产业的立业之本、兴业之器、强业之基。纵观半导体产业的发展历史不难看出，其各阶段的重大跨越式发展都经历了一代材料、一代器件，造就一代新型电子系统这样一个历程。

预计到0年国内半导体材料的市场规模将达到0亿美元。除量大面广的半导体材料如硅单晶材料、碳化硅材料之外，尚还有许多较小众的半导体材料在自己的领域发光发亮，如氧化镓、金刚石、氮化镓体单晶等等。据法国咨询机构YOLE统计分析，这些半导体材料在08年的市场规模总计超过.亿美元，到04年市场规模将达到4.0亿美元。本文将整理这些材料的发展动态，分析其未来的应用前景。

二、GaN体单晶材料：诺奖得主站台GaN体单晶，杀手级应用正浮出水面（一）总述

GaN是第三代半导体材料中最具潜力的材料之一，其体单晶材料可应用于LD（激光器）、LED（发光二极管）和功率器件等广泛领域。YOLE报道认为08年GaN体单晶材料的市场规模在万美金左右，且主要集中在LD（激光器）领域，受下游需求牵引，未来增长势头良好。

（二）细分市场

GaN基蓝光和绿光激光器

GaN基半导体激光器目前最引人瞩目的应用是激光显示。由于激光的高色纯度，按三基色合成原理在色度图上形成的色度三角形面积最大，色域覆盖了自然色彩的90%，而目前液晶电视，等离子体电视仅能达到40%，因而激光显示的图像具有更大的色域、更高的对比度，可以更真实地再现客观世界丰富、艳丽的色彩，更具表现力（见下图）。目前，激光显示甚至被成为“人类视觉史上的革命”，在电视、家庭影院和投影机等领域具有巨大的应用前景。

三基色色域图

在GaN基蓝光和绿光激光器研制成功以前，激光显示采用的激光光源为全固态激光器。相对于全固态激光器，半导体激光器具有很多优势，比如体积小、效率高、成本低、寿命长、波长连续可调、易调制等。因此随着GaN基蓝光和绿光激光器的发展和成熟，激光显示的激光光源正被直接带隙半导体所取代。三基色中的红光激光采用AlGaInP红光激光器，而蓝光（~nm）和绿光（50~nm）激光器则为GaN基激光器。年Sony公司开发除了以GaN基蓝光激光器为光源的背投电视。年，上海三鑫科技发展有限公司采用GaN蓝光激光器开发除了微型激光投影机。04年，海信集团推出了采用GaN基蓝光激光器的激光影院系统。

中村修二是蓝光LED之父，诺贝尔奖获得者。中村修二教授表示，目前他正在对蓝色激光二极管进行改进，预计在不久的将来，蓝色激光二极管的价格将与LED相同，就他所研究的领域来看，0年后，激光照明很可能会代替现在的LED照明，而且目前也没有更好的光源能超越蓝色激光二极管，他深信激光照明必将有光明的前景。此外，中村修二认为蓝色激光二极管未来在通信、雷达等领域也有一定应用。

GaN基紫光激光器

GaN基紫光激光器波长短，可以用在光盘存储领域，增加光盘的存储容量。以通用的5英寸双面光盘为例，采用波长为～nm的红光半导体激光器，光盘存储容量为．6GB，如采用波长为nm的GaN激光器，相同尺寸光盘容量可达0GB以上，随着GaN基激光器输出功率的增加，光盘上数据层数也可相应地增加，其数据容量也可成倍地增加，SanyoElectric公司发布的激光二极管，脉冲输出功率为mW，激光器可以以倍速写入4层数据，光盘容量可达00GB。

GaN基激光器除了在上述民用领域被广泛应用之外，在军事领域也具有广阔的应用前景。波长～nm的蓝绿光在海水中具有较低的吸收系数，因而具有较强的穿透能力，其传播距离可达m，可用于深海探测和对潜通信。有研究表明，烟雾对紫光激光和红色激光的散射比不同，因而GaN基紫光激光器还可以用作具有抗烟雾干扰能力的激光引信。

（三）大事记

.年月日本日亚公司研制出世界上第一只室温连续激射的GaN基紫光激光器。

.年，Sony公司开发除了以GaN基蓝光激光器为光源的背投电视。

3.年，上海三鑫科技发展有限公司采用GaN蓝光激光器开发除了微型激光投影机。

4.04年，海信集团推出了采用GaN基蓝光激光器的激光影院系统。

5.06年，苏州纳维宣布寸自支撑氮化镓体单晶实现产业化。

6.08年，据第三代半导体创新联盟报道，国内批量生产GaN衬底以英寸为主，位错密度已经降到十的五次方平方厘米，产品主要销往日本，且已开发出自支撑4英寸衬底，缺陷密度稍高。

7.09年，YOLE报道全球氮化镓体单晶市场已超过万美金，未来五年将以4%的复合增长率发展。

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