中国科学院半导体研究所（Institute of Semiconductors Chinese Academy of Sciences, ISCAS）通过成果转化、引入投资、建立高技术合资企业等方式，形成了与高技术产业结合的链路。创建12个高技术合资公司，总注册资本9.49亿元，其中研究所获得了近1.2亿元的股权。参股公司有苏州中科半导体集成技术研发中心有限公司，扬州中科半导体照明有限公司，江苏中科四象激光科技有限公司，江苏中科大港激光科技有限公司、河南仕佳光子科技有限公司，中科宏微半导体设备有限公司等。

研究所高度重视成果转移转化工作，与北京、天津、江苏、广东、河南、河北等地方政府和企业共建了二十多个联合研发平台，积极为企业和区域经济社会发展服务。近五年以技术入股、专利许可、技术授权等方式转让专利和专有技术32项，技术开发合同152项，技术合同及转让收入3.9亿元。

本汇编收集了半导体所应用类研究成果，这些成果有的已进入产业化实施阶段，有的处于中试或实验室阶段，对于不同阶段的成果，可以采用不同的合作方式。

科研成果转移转化项目列表

一、 光电子器件及技术

1. GaN基高压LED................... 1
2. 垂直结构GaN基LED........... 3
3. 紫外LED............................... 4
4. 高功率太赫兹半导体激光器......................................................... 5
5. InP基2微米波段半导体激光器.................................................... 6
6. 全固态纳秒级紫外激光器... 7
7. 单芯片高光束质量光子晶体激光器.............................................. 8
8. 130W皮秒光纤放大器........ 10
9. 工业级高功率传能光缆......11
10. 高速光收发器件与模块..... 12
11. 片上、片间光互联技术..... 13
12. 高功率LED技术................. 14
13. 超小点距LED显示技术...... 15
14. LED无基板封装技术.......... 16
二、 物联网及生物技术
15. MEMS压力传感器............. 17
16. 高速CMOS图像传感器...... 18
17. 高性能数模混合、射频微电子SOC集成电路设计.................... 19
18. 光纤传感器........................ 21
19. 仿生人脸识别技术............ 22
20. 具有温度传感功能的无源超高频电子标签................................ 23
21. 电生理信号传感器芯片及专用集成电路.................................... 24
22. DNA定量检测设备（数字PCR设备） ....................................... 25
23. 癌症早期诊断/心肌梗死病前检测用生化检测仪....................... 27

三、 半导体系统

24. 高峰值功率激光清洗设备. 28
25. 激光三维夜视成像系统..... 29
26. 高清激光数字夜视系统..... 30
27. 热成像-主动距离选通激光成像系统.......................................... 31
28. 水下三维激光成像系统..... 32
29. 基于TDLAS技术的气体检测系统............................................... 33
30. 量子级联激光器支撑的环境污染监测分析系统........................ 34
31. 油气勘探用光纤检波器系统....................................................... 35
32. 光纤温度压力监测系统..... 36
33. 近红外光谱定性分析系统. 37
34. 电力设备绝缘在线监测系统....................................................... 38
35. 光电子器件与集成仿真系统....................................................... 39
36. 可见光通信技术................ 40
37. 远程监测控制系统............ 41

四、 半导体材料

38. 高性能氮化镓基电子材料. 42
39. 碳化硅材料外延关键技术研究................................................... 44
40. 宽禁带半导体ZnO和AlN单晶生长技术..................................... 45
41. 批量生产的InP、GaSb、InAs开盒即用单晶片......................... 46
附件1：集成技术中心对外加工项目表................................... 47
附件2：照明检测中心检测项目（已获CNAS认证）....... 51
附件3：半导体所有效专利 54

20. 具有温度传感功能的无源超高频电子标签

项目名称：具有温度传感功能的无源超高频电子标签

项目成熟阶段：□孵化期 √生长期□成熟期

概况：
该标签是一种集成了无线身份识别和无线实时温度感知功能，可利用电磁波能量进行工作的电子产品。它无需电池供电，且标签中所有的电路包括电磁波能量收集、无线数据收发、通信协议处理、数据存储和传感电路均在一颗芯片中高度集成。用户可基于该芯片开发各种环境中使用的标签，如腕带标签、柔性标签、各种异形标签和金属物品上使用的抗金属标签等。由于单品级物品温度监测系统中使用的标签量非常大，我们研发的这种具有单芯片高度集成特点的无源标签可以大幅降低系统的成本。此外，标签的工作寿命不会受到电池容量的限制，也避免了电池使用带来的潜在安全隐患和对环境资源的大量消耗，尤其适合应用于海量物品的实时温度监测。

技术特点：
工作频段860MHz-960MHz；支持标准ISO18000-6C/EPC C1G2；传感距离〉5米；温度测量范围在-30℃至85℃之间；温度测量误差〈±1.5℃；温度测量时间<20ms；搜集电磁波能量工作，无需使用电池；单芯片集成电磁波能量收集、无线数据收发、通信协议处理、数据存储和温度传感的功能，无需任何片外辅助电路。
目前，国内外已有相关研究成果的报道，例如国内清华大学，香港科技大学，国外Farsens公司和MicroSensys公司均公布了其研究成果。与现有公开成果相比，我们的温度标签在测温性能相当的情况下，传感距离更远，且标签具有稳定的测温能力，可使用任何符合ISO18000-6C或EPC C1G2 国际标准的读写器进行操作，无需使用定制开发的读写器。

专利情况：
已申请发明专利12项，其中已授权专利8项。
市场分析：
无源超高频温度标签在环境监测、设备监测、智能农业、冷链物流、农资物流等领域具有十分广阔的应用前景。Lux Research 市场调研机构发布报告称，中国政府计划将大量资源投入到发展国产超高频芯片中，预计到2017年中国超高频（UHF）市场规模将达到2.36亿美元。国际物联网贸易与应用促进协会(简称国际物促会，IIPA)发布了《2013-2017年中国RFID行业调研报告》，报告称中国超高频RFID产品在2013-2015年间预测复合增长率为52%，2016-2017年间预测复合增长率为42%。在这样的背景环境下，具有温度传感功能的无源超高频电子标签也必将拥有十分良好的市场发展前景。

合作方式：委托开发、合作开发

产业化所需条件：预计产业化需持续时间2年，总计需1000平米的研发环境，用于建设实验室和办公场所，此外还需购买一系列用于超高频温度标签测试的专用设备，以及需要购买芯片开发所需的EDA软件，支出芯片流片费和人员劳务费以及实验室运行费。
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21. 电生理信号传感器芯片及专用集成电路

项目名称：电生理信号传感器芯片及专用集成电路

项目成熟阶段： □孵化期 √生长期□成熟期

概况：
针对各种生物医用仪器对心电、脑电、肌电、神经电等电生理信号采集与分析的需求，研制出了一系列专用集成电路芯片。其中包括：
1、一款适合大多数生理信号的通用前端集成电路，完成从电生理传感器输出的原始信号到CMOS或TTL等标准数字电平信号之间的转换，这款前端电路的功能包括跟随、前放、A/D、滤波等基本功能。
2、多款专用的信号处理后端集成电路，针对心电、脑电、肌电、神经电等生理电信号不同的分析与应用需求。
3、一系列消耗性的特种生物医学传感器（如电极芯片），既可独立满足市场需求，同时也同专用集成电路形成配套，以组合营销的形式扩大市场占有率，拓展利润空间。
技术特点：
名称
技术优势
关键技术指标
技术与国外同类产品优势
通用前端集成电路
低噪声、低功耗、高集成度
噪声:低于5uVrms
芯片面积:小于4mm2
集成度、成本等方面较TI、ADI等产品具有一定优势
心电专用后端集成电路
超低功耗、低成本、高抗干扰
功耗:低于0.1mW
芯片面积:小于1mm2
可用于运动检测，国内外均无同类产品
脉搏专用后端集成电路
超低功耗、低成本、高抗干扰
功耗:低于0.1mW
芯片面积:小于1mm2
可用于运动检测，国内外均无同类产品
皮肤表面干电极
低阻抗、无需导电膏
阻抗：5K@1KHz
与国外产品处于同等技术水平层面
专利情况：
授权专利5项、集成电路布图设计6项
市场分析及应用情况：
市场需求量：芯片300万颗/年，传感器3000万-5000万颗/年
可应用系统：小型化便携式电生理检测设备、移动健康产品、穿戴式健康产品
合作方式：
技术转让、技术入股
产业化所需条件：
芯片研制主要花费在版图设计，因此主要需要条件是人员工资，需要资金1000万元。

22. DNA定量检测设备（数字PCR设备）

项目名称： DNA定量检测设备（数字PCR设备）

项目成熟阶段： √孵化期 □生长期□成熟期

概况：
数字PCR技术是一种核酸（DNA）绝对定量检测方法，在癌症标志物稀有突变检测、致病微生物鉴定、转基因成分鉴定等众多领域具有广泛应用潜力。截至2014年底，相关设备只有国外少数几家公司推出产品，例如Fluidigm公司、美国伯乐(Bio-Rad)公司等，尚未见到国产设备问世。鉴于对数字PCR技术的深入理解掌握和对未来应用市场发展潜力的判断，中国科学院半导体研究所联合北京基因组研究所于2012年开始自主研发数字PCR设备，并于2014年7月完成了原理样机的研制，顺利通过科学院专家组的验收，专家对于原理样机测试的数字PCR结果给予了高度评价。从数字PCR系统的整体构架至各个功能组件，如芯片、热循环系统、光路、控制系统及软件部分等，完全依靠自主研发，并对国外已有商品化设备技术进行了认真的对比分析，进行了相关知识产权的规避。

技术特点：
自主研发的数字化PCR仪的主要创新点：使用硅基微反应池阵列芯片，其中微反应池数目30600个（独立芯片上该数目高于目前商业化数字PCR所有芯片），且每个微反应池相互独立，地址可循，单独扩增；可以实时跟踪采集不同循环数时每个微反应池的荧光信号；采用基于迭代算法的图像判别分析软件，实现微反应池物理地址定位，阳性荧光信号提取；具有很好的拓展性，能够通过在普通PCR热循环设备上进行阵列芯片的一次扩增反应，大大提升了芯片的反应通量；配套试剂盒自主研发。
目前，国外厂商推出的数字PCR相关设备主要有:
①Fluidigm公司的Biomark 系统
这种系统的核心技术是微流控阵列微阀及控制通路的制备，研发成本较高，同时每个独立芯片的微反应池数目太少，仅为765个，整个系统的通量增加完全依靠增加阵列芯片的个数实现。
②Life Technologies公司QuantStudio™ 3D数字PCR系统
这种系统采用了高密度的纳升流控芯片技术，能够在每次运行中最多产生20,000个数据点，每个微反应池体积为0.8nL。该系统的光学系统与PCR热循环系统分离，因此在加热系统的设备选择方面具有较好的拓展性，同时可以在热循环系统进行多个芯片进行一次热循环反应，大大增加了反应通量。光学系统体积较小，便于实验室中的任意挪动，不足之处是不能实时对热循环过程进行跟踪信号采集，只能进行终点检测，对于一些假阳性点无法进行有效识别和剔除。

③ RainDance Technologies公司RainDrop™ 数字PCR系统&④美国伯乐(Bio-Rad)公司微滴式数字PCR系统（ddPCR™）
这两种系统的工作原理非常相似，类似于乳液PCR原理，核心技术是能够形成尺寸均一的油包水液滴，Bio-Rad公司大约形成20,000 个均一纳升大小的微滴，而RainDance Technologies公司能够在半小时内均一地制备高达1000万个皮升大小的液滴。形成的液滴装载在tube管中进行PCR热循环，然后再利用特定的技术将液滴完整抽取进行每个液滴光信号独立读取，计算阳性和阴性微滴的数量，从而以数字格式对靶DNA 进行绝对定量分析。这两种系统的技术在回收液滴进行荧光信号采集过程中存在液滴破损率较高的问题，同时由于均一尺寸的液滴的产生是基于厂家的专利技术，因此只有厂家的试剂才能实现这一功能，在后续的使用过程中会产生数额较大的试剂盒费用。
与四家公司的数字PCR设备相比，我们在数字PCR设备在研发过程中兼顾了各家所长，避其不足。最终原理样机实现了数字PCR的实验效果，并且单个芯片的通量为30600个，通过自主设计的光路系统可以实时跟踪每个反应池在不同循环数的荧光信号，便于在结果分析中分析和剔除假阳性信号，同时设备具有很好的拓展性，可以在普通PCR热循环系统实现阵列芯片的独立反应，大大增加了芯片的反应通量。试剂盒仅为普通PCR扩增试剂，价格与市场PCR试剂盒成本相当，大大节省了后期的实验费用。

市场需求及应用情况：
本项目研发的系统产品主要针对于基因组学基础科研、检验检疫科研实践业务、传染性疾病防控监测研究、食品安全监测研究、重大疾病基因检测等领域，并根据以上领域的不同需求开发具有针对性的整体解决方案，包括样品处理、靶点选择、检测流程、技术标准等。本项目切实根据市场需求指导仪器系统开发，并根据应用开发的反馈对系统进行优化和改进，其产出成果可以直接应用于相应的技术领域，具有直接进入一线市场的技术基础。
针对性市场和市场容量预期计算，到2017年，国内PCR设备市场容量至少达到1500台套，每台设备按照100万元市场价格计算，市场总值将达到15亿元。耗材及配套试剂的市场价格按照100元/单个样本计算，保守估计单台设备一年运行600次反应（应用饱和度不足50%），试剂及耗材年消耗量为90万套，市场总值为9000万/年。

合作方式：技术转让

产业化所需条件：
在原理样机至商品化设备研发阶段无需特殊设备及厂房，研发周期约需2年，大体投资量为2000万元，主要资金需求分为设备及耗材研发费用及人力成本，设备及耗材研发费用预计需要1500万元，具体包括硬件研发500万元，试剂盒研发费用500万元，芯片及其他配套耗材500万元；人力成本估计需500万元。

23. 癌症早期诊断/心肌梗死病前检测用生化检测仪

项目名称：癌症早期诊断/心肌梗死病前检测用生化检测仪

项目成熟阶段： □孵化期 □生长期√成熟期

概况：
该成果是围绕重大疾病早期诊断技术开展的研究工作。通过高质量高成品率悬臂梁阵列研制、多标志物修饰及联合检测等关键技术，针对癌症与心肌梗死等重大疾病临床诊断的需求，开发出具有自主知识产权的悬臂梁阵列生化传感器件，建立小型、便携、个体化的癌症早期诊断和心肌梗死病前监测平台，并通过与医院合作，完成临床诊断仪器的认证工作。

技术特点：
基于悬臂梁阵列的早诊仪器是通过悬臂梁频率变化，检测血清中癌症标志物的含量，实现重大疾病的早期筛查和诊断。这是一种以悬臂梁阵列为传感单元，利用抗原和抗体的特异性反应进行检测的无标记免疫分析技术。
其技术先进性体现在：局域响应，具有高灵敏度、高检测精度；悬臂梁阵列结构，实现多种标志物同时检测，高检出率；自驱动和自检测结构，体积小，便携，适合于现场、实时实地检测；、大规模制作可实现低成本。
研发的生化检测仪样品性能指标如下：尺寸小于15 cm × 20 cm × 10 cm；重量< 300g（不包括电池）；检测时间< 60 min；检测下限是10 pg/mL。

专利情况：已申请4项专利，授权2项。

市场需求及应用情况：
全球每年新确诊的癌症患者约为1200万人，预计到2020年每年新增病例将达到1500万，如果能早发现、早治疗，90%以上的癌症是可以治愈的。我们开发的微纳生化传感器可以对患者或高危人群的血清中标志物蛋白进行高灵敏、高准确性、快速体外定量检测，实现现场、实时实地的重大疾病（癌症和心肌梗死）早期筛查和诊断；不仅可应用于大型医疗机构，而且可应用于急救现场、社区和乡镇医院等。此外，通过修饰特异性抗体分子，这一技术还可应用于环境监测、食品安全等领域。

合作方式：以技术开发为主，择机与相关企业进行技术转让或技术入股。

产业化所需条件：
早诊仪器产品的生产原料主要包括硅基半导体材料和生物化学试剂等，原材料全部来自国产供应。根据需求的量，悬臂梁阵列将在中科院半导体所制作，或委托代工厂加工，表面抗体修饰和系统集成组装等主要生产工序由合作企业完成。

24. 高峰值功率激光清洗设备

项目名称：高峰值功率激光清洗设备

项目成熟阶段： □孵化期 □生长期√成熟期

概况：
激光清洗是近年来新兴的清洗技术，它利用激光的方向性和高亮度，通过光剥离、光分解等原理清除材料表面的污染物，其具有低损伤、零排放、无污染等优点，在微电子元件、文物和艺术品、汽车轮胎模具和光学镜面清洗等方面都取得了很好的效果。随着激光技术的发展，激光器的性能不断提升，已具备将激光清洗技术应用在大面积工业清洗领域的条件。

技术特点：
激光器采用自主研发的技术，技术指标接近国际同类水平，不同的是国外已有正式的产品，但其价格昂贵，维修不便，进口国内周期较长。而国内没有这方面自主研发的产品，故国内市场还处于空白期，产品具有较强的市场潜力。

专利情况：
已申请国内发明专利5项，授权2项。

市场需求及应用情况：
小功率的可应用于微电子元件、文物和艺术品、汽车轮胎模具和光学镜面清洗等方面，大功率的可应用于飞机、轮船、铁路、汽车模具的清洗等。

合作方式：技术开发、技术转让、技术服务均可。

产业化所需条件：激光清洗样机已完成，需求投资以开发正式的产品，投资规模预计1000万。

25. 激光三维夜视成像系统

项目名称：激光三维夜视成像系统

项目成熟阶段： □孵化期 √生长期□成熟期

概况：
激光三维夜视成像系统利用激光器作为照明光源，采用具有高速电子快门的探测器件作为成像器件，通过时间的先后分开不同距离上的散射光和目标反射光，从而实现目标的二维图像信息的采集，并通过距离能量相关算法实现超分辨率三维成像。该技术二维成像功能：可直接对感兴趣目标切片成像，过滤背景，并抑制大气后向散射并，有利于获得高质量的图像，尤其是雾雨雪等恶劣天气环境下，仍可有效工作；三维成像功能：可实现实时三维成像（帧频大约15Hz，像素数大于500×500），获取目标的距离、特征尺寸信息等，从而满足目标空间信息获取的市场需求；该项目成果主要用于夜间以及雾雨雪条件下小、暗目标的探测识别，可以用于反恐维安、草原森林防火、海事救援、动植物统计监测以及其他一些应急平台的紧急救援等。

技术特点：
可实现目标切片成像；具有破雾雨雪的特性，作用距离远，0-10km；可在低照度、恶劣天气环境下工作，可选择性过滤环境背景，突显目标；直接成像，图像信噪比高，相同的口径下，与中波、长波红外热像仪相比分辨率更高，并可穿透玻璃成像；对安装平台的稳定性要求不高；具有一定的穿透能力，可以探测隐藏于植被、伪装网中的目标；具有三维信息获取功能，获取目标的大小，距离等信息。
加拿大Obzerv公司是国际上制造距离选通成像系统的领头羊，目前其ARGC系列产品均不具备本所产品的实时三维成像功能。国内未见同类产品报道，该产品具有国内领先水平，远距离三维成像功能达到国际领先水平。

专利情况：授权专利8项，主要涉及光源、成像方法、三维信息获取等方面。

市场分析：
该项目研究成果主要用于公共安全领域：例如核电站、输线管道、军事等重要目标、大型开放场所的远距离监测；用于森林草原防火、海事救援等应急平台监测；用于智能放牧、动植物状况的统计分析等农林领域；可以用于机载、船载、车载进行辅助驾驶。

合作方式：技术开发、技术转让、技术服务。

产业化所需条件：厂房面积500平米，投资金额800万左右。

26. 高清激光数字夜视系统

项目名称：高清激光夜视系统

项目成熟阶段： □孵化期 □生长期√成熟期

概况：
数字高清激光夜视技术是一种可以实现全天候远程监控的成像技术，利用半导体激光器准直性好、体积小、低功耗等特点，实现对目标场景的主动照明，同时辅以光斑均匀化、发散角可变、强光抑制及破雾等技术，利用CCD或CMOS等成像器件接收目标信号，实现对目标的的探测识别，其有效工作距离从数十米到数公里不等，具有图像信噪比高、作用距离远、直接成像、分辨率高等特点，特别适用于在雾、雨、雪等恶劣天气以及全黑的夜晚对目标的探测成像。可广泛应用于边海防、河道、港口、铁路、公路以及其他重要目标的全天候监控，司法取证，海事搜救，以及车载、船载、机载等辅助安全驾驶的夜视成像。

技术特点：
半导体激光器的性能是激光成像的关键技术之一，主要有脉冲激光夜视技术和连续激光夜视技术，本项目采用连续激光夜视技术。国外厂家采用脉冲激光夜视技术、价格昂贵。国内厂家采用连续激光夜视技术，没有光源核心技术，光源功耗高、成像清晰度较差、价格昂贵。中科院半导体所从1993年开始，一直从事半导体激光成像技术的研究，激光夜视系统性能优异，在夜间远距离和复杂环境下可高清成像，已经实现小批量生产。本项目产品--数字高清激光夜视系统，低能环保，没有光污染，作用距离从几米到数公里。适合不同用户的需求，达到理想的监控效果。该项目实现的原理、实验过程及结果可靠，工艺完善，技术成熟。在项目成熟度方面的风险较小。

夜视仪性能指标：
器件类型：CCD、CMOS；工作模式：数字；分辨率：130W~200W像素（数字）；作用距离：50m、100m、200m、500m、1000m、2000m、3000m、5000m；视场角：与镜头同步；工作环境：零照度、-40℃~40℃。

专利情况：获得授权专利3项。

市场分析：高清激光夜视系统主要应用于视频监控领域，在公安系统、铁路系统、高速公路、机场、边海防系统、林业系统、水利系统、石油系统及重点场所需要中远程视频监控的部门都有非常大的需求，市场需求量在上百万台。

合作方式：技术开发、技术转让、技术服务。

产业化所需条件：
1、需要购买光功率计、示波器、可靠性试验装置等仪器设备；
2、3000平米厂房；
3、投资金额在1000左右。

27. 热成像-主动距离选通激光成像系统

项目名称：热成像-激光成像监测系统

项目成熟阶段： □孵化期 √生长期□成熟期

概况：
热成像-主动距离激光成像系统是中国科学院半导体研究所光电系统实验室研发的最新产品，主要用于满足海岸线、边境线的监控以及关键基础设施的保护。系统集成了热成像、激光测距和主动选通激光成像，保证在严苛环境下实现全天候监控，目标识别，测距等功能。
系统工作时，首先利用大视角热像仪发现目标，然后用激光测距获得目标大致距离，最后设置激光选通成像时间参数，利用激光器作为照明光源，采用具有高速电子快门的探测器件作为成像器件，通过时间的先后分开不同距离上的散射光和目标反射光，最终实现目标的成像识别及信息的采集，可获取目标的热红外图像、微光图像、激光强度图像和伪彩色图像。

技术特点：
本产品是世界首台由热成像、选通成像、选通三维成像、激光测距、伪彩色融合五种功能合一的复合成像系统。其特点有：1、被动热成像与主动激光选通成像相结合，便于发现目标和识别目标，并给出目标的距离，坐标等信息；2、可抑制大气等的后向散射，具有破雾雨雪的特性，作用距离远，0-5km；3、可在低照度、恶劣天气环境下工作，可选择性过滤环境背景，突显目标；4、直接成像，图像信噪比高，相同的口径下，与中波、长波红外热像仪相比分辨率更高，并可穿透玻璃成像；5、积分时间可达几十纳秒，甚至几纳秒，对安装平台的稳定性要求不高；6、具有一定的穿透能力，可以探测隐藏于植被、伪装网中的目标。

热成像-激光成像监测系统性能指标：
最大工作距离：4km；工作模式：全天候，具有破雾雨雪能力；测距精度<1m；工作视场：0-300，定焦或变焦可选。视频输出：模拟PAL或数字；工作温度：-30℃-55℃。

专利情况：
获得授权专利4项。

市场分析：
本产品是被动热成像与主动激光选通成像相结合，便于发现目标和识别目标，并给出目标的距离，坐标等信息，可用于森林防火、人员搜救以及军事侦察等领域。

合作方式：技术开发、技术转让、技术服务。

产业化所需条件：
系统主要模块主要由外协加工，下游厂家采购实现，企业建立研发团队，负责产品工业设计，电子系统设计；建立组装调试工作线，产品检验工作线等。无需专用生产设备，但需采购电子测量仪器。对厂房无特殊要求，适宜温度湿度即可。除原材料采购外，投资1000万就可以进行生产。

28. 水下三维激光成像系统

项目名称：水下激光成像系统

项目成熟阶段：√孵化期 □生长期□成熟期

概况：
水下三维激光成像系统利用蓝绿脉冲固体激光器作为照明光源，采用具有高速电子快门的图像传感器作为成像器件，通过时间的先后分开不同距离上的散射光和目标反射光，从而实现水下目标的成像及信息的采集，并可通过距离能量相关实现超分辨率三维成像。该技术可直接对感兴趣区切片成像，同时抑制水的后向散射并过滤背景，有利于获得高质量的二维强度图像；该技术的三维成像功能可提供目标的距离及特征尺寸信息，满足水下目标三维信息获取的应用需求。该项目成果主要用于水下小、暗目标的探测识别以及水下工程。

技术特点：
该系统可实现目标切片成像，获取水下mm级目标的高质量图像；可抑制水的后向散射，并过滤背景噪声，实现0-40m距离范围内的目标探测；具有特定目标识别功能，如渔网、沉船等目标；具有三维信息获取功能，获取目标的大小、距离、方位等信息。
该系统与加拿大国防研究及发展中心生产的水下距离选通成像LUCIE系列产品相比，具有实时三维成像功能；与法德圣路易斯研究院生产的水下距离选通三维成像SeaLVi产品相比，其三维成像功能具有更高分辨率（相关技术具有专利保护），且可实时成像。

性能指标：
最大工作距离：40m;典型工作距离25m；分辨率：mm量级；工作水深：200m；工作像素>1000*1000。

专利情况：获得授权专利4项。

市场分析：
该系统主要用于海事安全领域：例如海警侦察、舰船出海等；用于水下有人/无人机探测领域：如潜艇探测、水下机器人作业等。本产品为水下光学成像的高端产品，工作距离是传统水下光学成像技术的3-5倍，且独具实时三维成像功能，预计市场规模超过3亿。

合作方式：技术开发、技术转让、技术服务

产业化所需条件：厂房面积500m2，投资金额1500万左右。

29. 基于TDLAS技术的气体检测系统

项目名称：基于TDLAS技术的气体检测系统

项目成熟阶段：□孵化期 √生长期□成熟期

概况：
基于可调谐二极管激光器吸收光谱技术（TDLAS）的气体传感器，是结合光电子学，光谱学，以及微弱信号处理等高新技术的气体传感器系统。该设备与传统的气体传感器装置（电化学法，气象色谱法，吸附法）相比具有更高的灵敏度，更精确的测量数据，更快的响应速度，以及在线实时测量等特点。通过内建程序及显示屏，可以实时显示当前的待测气体浓度，以及各测量量随时间变化的曲线。标准的RS232通信接口可以方便的向上位机传输实时测量数据。通过光纤和电缆的延伸，可以进行远端在线测试。通过可更换的气室选择，完成不同环境下的测试任务。并且我们可以根据客户的要求进行定制气体（H2O，NO，CH4，FH）的测试。
为了克服接触式测量由于危险气体（如：甲烷）易燃易爆的特点，我们还发展了基于TDLAS的遥测技术。选择波长为甲烷1654nm吸收线的InP基DFB激光器，经准直后，照射在待测气体上，利用空间背景的漫反射，提取出甲烷的吸收强度，从而计算出甲烷的浓度积。该技术具有本征安全特点，使用光学方式检测，具有可抗干扰和防爆特性。

技术特点：
基于可调谐二极管激光吸收光谱技术，通过向待测气体发射特定波长的激光，并对穿过气体的激光信号进行解调，分析气体的组分和浓度。利用光吸收技术进行气体浓度测试，不会对气体组分造成影响，并且响应速度很快（ms量级），测量精度高（ppm量级），信噪比高，可以进行实时监测及数据采集。通过延长的光纤和电缆，可以将传感器深入到人身无法达到的地方及环境，进行远程测试。利用开放式空间接收反射光信号的方法，可以对易燃易爆气体实现实时路径积分浓度的测量。
目前能够检测1.2um~2um波段内有吸收峰的气体，主要包括H2O、NH3、NO、HF、HBr、HI、CH4，其中H2O和HF的检测灵敏度可以高达100个ppb，是目前同类型传感器中灵敏度最高的检测手段。

专利情况：申请专利4项，其中已授权3项。

市场分析：
根据MarketsandMarkets一份最新市场调研报告，2020年全球可调谐二极管激光分析(TDLAS)市场规模可达5.25亿美元，复合年增长率达10.30%。该成果可应用于天然气泄漏检测、矿井安全检测、燃烧燃烧过程诊断、工业气体在线分析以及大气污染物监测等方面。

合作方式：技术转让、技术开发

产业化所需条件：产业化需要激光芯片封装生产线，传感测试系统的组装调试生产产线，千级超净工艺间。投资金额在1000万左右。

30. 量子级联激光器支撑的环境污染监测分析系统

项目名称：量子级联激光器支撑的环境污染监测分析系统

项目成熟阶段：□孵化期 √生长期□成熟期

概况：
大量气体分子（如：CO、CO2、CH4、NH3、NO、N2O、SO2等）的基频振动和振-转动能量对应于中红外波段的光子能量，因此绝大多数物质在中红外波段均有指纹性的吸收峰，原理上讲可用中红外波段的激光器对特定的成份和含量进行标定、实现灵敏检测。目前，量子级联激光器是中红外波段最具发展前景的小型、大功率、可集成的新型激光器，输出功率达到瓦级。考虑到环境污染气体主要由N2O、CO2、CH4和其它一些有机成分构成，而这些污染成分在4到11微米范围内均有指纹性的特征吸收峰，可以用宽调谐范围的量子级联激光器对各种污染成分进行定量鉴定。

技术特点：

中国科学院半导体研究所材料科学重点实验室在量子级联激光器研究领域一直处于国际前沿，先后研制出波长3.5至11微米的一系列室工作的量子级联激光器，室温温准连续功率20W、室温连续输出功率1W、连续工作温度超过100°C；
目前，研制的基于光声效应的甲烷（CH4）气体探测灵敏度达到了50ppb，SO2的气体探测灵敏度达到了140ppb，完全满足环境污染成分监测的需求。

专利情况：获得授权专利4项。

市场分析及应用情况：
国际上已经成功地将量子级联激光器用于多种民用、军用需求，已用于万米高空的气体监测、高能炸药的监测、远距离化学传感等方面，证明了量子级联激光器几乎“无多不能”气体成分检测能力。而我国在这方面还是空白，中科院半导体所拥有完备的前期技术、但是缺少与应有单位的衔接和推广应用的渠道；如果将该技术用于北京等城市的灰霾成因及其演化、温室气体监控、各种污染排放监控，可以为政府决策、改善环境质量提供全新的技术支持。

合作方式：技术开发、技术转让、技术服务方式。

产业化所需条件：企业提供500平米的超净工艺线厂房、300-500平米的技术开发厂房、材料生长设备、工艺设备。大体需投资2000万。

31. 油气勘探用光纤检波器系统

项目名称：油气勘探用光纤检波器系统

项目成熟阶段：□孵化期 □生长期√成熟期

概况：
光纤检波器系统采用光纤激光传感技术，具有体积小、重量轻、精度高、系统自噪声低、可单根光纤串联多支传感器复用、无电磁干扰、信号可长距离传输的优点。可广泛应用于井下石油物探、压裂监测、地震监测等领域。由于光纤地震检波器采用全光纤传感和传输，耐高温、不怕水、井下无任何电子器件，特别适合井下的地震波监测以及海洋石油勘探。

技术特点：
目前，油气勘探用光纤检波器系统国外尚无同类产品，该系统属于自主研发，处于国际领先地位。其特点有：
1、全光纤传感、传输；
2、可用于高温高压恶劣环境；
3、体积小、重量轻；
4、灵敏度高；
5、信号可长距离传输

专利情况：
中国科学院半导体研究所在光纤地震检波器领域累计已经申请专利30项、获得授权发明专利15项、实用新型专利2项。

市场分析及应用情况：
油气勘探领域、地震监测领域需求强烈，年市场容量在数十亿人民币以上。国际上著名的石油物探设备供应商如Sercel、PGS、Weatherford等都已经投入巨额经费开展光纤检波器的研发工作。半导体所是国内目前唯一一家完成样机研制并进行井下试验的研究单位，也是目前该技术专利的持有人。半导体所研制的光纤地震检波器已经成功用于辽河油田的井下地震勘探。

合作方式：技术开发、技术转让。

产业化所需条件：企业提供厂房、基础建设（2000 m2生产车间，500 m2办公用地）、800万启动资金和设备资金，5人左右的技术团队和10人左右的生产团队。

32. 光纤温度压力监测系统

项目名称：光纤温度压力监测系统

项目成熟阶段：□孵化期 □生长期√成熟期

概况：
光纤在线温度传感系统包括两种技术和产品：大容量光纤光栅温度在线监测技术（点式）和长距离分布式温度在线监测技术（线式），半导体所是国内目前唯一同时掌握这两种关键技术并形成生产力的单位，光纤光栅传感系统测点数可以达到几千点同时测温，光纤分布式传感系统可以测量4 km以上的距离。压力传感器的精度可达1‰。光纤温度压力监测系统主要用于石油石化行业的管道监测、储油罐监测、井下压力温度监测、以及土木工程中隧道、桥梁监测等领域。

技术特点：
1、本质无源
2、可用于高温高压恶劣环境
3、使用寿命长（>20 年）
4、灵敏度高
5、信号可长距离传输

专利情况：中国科学院半导体研究所在光纤温度压力监测领域累计已经申请专利12项、获得授权发明专利6项、实用新型专利1项。

市场分析及应用情况：
光纤温度压力监测系统是目前最为成熟的光纤传感器种类之一。国内目前从事光纤传感器研发和生产的企业不具备半导体所的核心技术。国内光纤温度压力监测的市场容量在一亿元以上。半导体所的温度压力监测系统产品已经在多项重要工程中获得应用（青藏铁路地温监测、深圳会展中心监测、西气东输管道监测等）。

合作方式：技术开发、技术转让。

产业化所需条件：企业提供厂房、基础建设（2000 m2生产车间，500 m2办公用地）、600万启动资金和设备资金，5人左右的技术团队和10人左右的生产团队。

33. 近红外光谱定性分析系统

项目名称：近红外光谱定性分析系统

项目成熟阶段（选择）：□孵化期□生长期 √成熟期

概况：
近红外光谱定性分析技术是一项以近红外光谱为信息载体，仿生模式识别为核心的一种定性分析新技术。本技术从数据处理的角度出发，通过对光谱数据进行预处理、特征提取、并最终建立精确几何形体覆盖的高维模式分析模型，实现对待测样品（液体、粉末、颗粒状固体）无损定性品种鉴别和品质分析，可广泛应用于粮食安全、食品安全、药品安全等领域。本项目实现了系统样机的研制与开发，并通过了企业试用测试，具有无损、简单、快速、易操作、鉴别准确率高等优点。

技术特点：
该系统可以无损、快速、准确的鉴别种子品种，分析种子的品质。系统成本低，操作方便。种子品种识别率：95%-98%

专利情况：申请专利9项，授权2项。

市场分析：
食品安全是一个民族生存的根本，近年来，国际上食品安全恶性事件不断发生，造成了巨大的经济损失和社会影响，世界各国也越发重视食品安全问题，2010年，我国也及时成立了食品安全委员会。因此，如何加快食品安全检测技术研究，从而达到快速检测、安全、准确、经济等目的成为今后的发展方法。
近红外光谱由于其快速、无损、信息量大、对人体没有伤害等特点，已被广泛应用于农业、食品、石油化工、医学等各个领域。本项目将传统近红外光谱分析技术与自主创新的核心技术—高维形象几何分析方法相结合，开发出近红外光谱定性分析系统，并成功建立了种子品种真实性鉴别模型、奶粉品质鉴别模型、为种子品种鉴别、奶粉品质分析应用提供新的技术手段，该技术在粮食安全、食品安全检测领域同样具有广阔的市场前景。

合作方式：技术开发、技术服务

产业化所需条件：场地：约500平米资金；投入：约2000万元人民币；技术开发人员：约10～15人。

34. 电力设备绝缘在线监测系统

项目名称：电力设备绝缘在线监测系统

项目成熟阶段： □孵化期 √生长期□成熟期

概况：
随着电网和电力系统向超（特）高压、大容量、大系统迅猛发展，对安全可靠性的要求也越来越高，非常迫切需要开展以输变电设备状态在线监测与诊断技术为基础的状态检修。成熟实用的在线监测系统可大大提高电力系统的安全运行水平，具有重要的研究价值和巨大的应用前景。
中科院半导体所研究电力设备绝缘在线监测技术已有多年的经验和成果积累。1990-1996年研制的第一代“DJZC—1型多功能电力设备绝缘在线监测装置”，在兰州110千伏宣家沟变电站投入使用，1999年获甘肃省科技进步三等奖，西北电力集团公司科技进步二等奖。1999-2007年，经过不断改进完善，先后在甘肃不同电压等级的10多个变电站投入试运行，发现了多起设备缺陷及铭牌参数错误等缺陷，监测的电力设备没有发生一起绝缘事故。

技术特点：
我们研制的电力设备绝缘在线监测系统与其他同类电力设备绝缘在线监测系统相比，主要有以下两个优势：（1）研究实现了实时绝缘在线测量时传感器及系统误差在线校验技术，能消除温度、湿度、现场强电磁干扰、冲击电流、运行时间漂移等对介损tanδ测量的影响，大大提高了电力设备绝缘在线监测系统测量的稳定性和实用性。（2）从信号的采集、传输、处理、诊断、功能扩展等集成方面，研究出优化的系统组成方式和系统功能，研制出的原型系统关键测量技术指标达到：介质损耗因数分辨率：≦±0.05%；等值电容测量误差：≦ ±0.05%；泄漏电流测量误差：≦±0.5%，泄漏电流灵敏度：≦5微安。

专利情况：获得授权专利5项。

市场分析：应用电力设备绝缘在线监测系统可以有效保障电网、人员、设备的安全，节约生产成本，减少停电损失，其市场推广前景广阔，经济效益巨大（全国有上万个变电站，通常电力设备在线监测系统是设备造价的5%，大型变压器造价在千万元以上）。

合作方式：技术转让；技术开发

产业化所需条件：合作企业提供厂房。预计成果产业化转化所需资金约1500万元，用于建立检验和改善稳定性的平台，系统工程化、产业化中的工艺优化，投入电网运行等。

35. 光电子器件与集成仿真系统

项目名称：光电子器件与集成仿真系统

项目成熟阶段： □孵化期 □生长期√成熟期

概况：
光电子器件与集成仿真系统是基于光子、光电子材料与器件电学、光学、热学，量子力学，粒子守恒，能量及动量守恒等约束方程，通过多物理量耦合求解进行材料、器件、回路到集成系统的模拟仿真与设计。系统包括时域有限差分电磁场仿真计算，光波束传播分析，传递矩阵，严格耦合波分析，半导体电子能带计算，光子能带计算，N阶法金属物质光传输计算，散射矩阵，EDFA及拉曼放大器，光波导，光子晶体光纤，光子晶体光学设计，光纤通信系统仿真，光纤光栅及多维介质金属光栅设计模块，表面等离子体器件设计，多维量子阱激光器设计，MOCVD系统热力学仿真等20多个模块。能进行一维，二维到三维任意图形编辑，材料库包括光电子器件所能用到的各种半导体，金属，绝缘体材料。可进行100个核以上的大规模并行计算。

技术特点：
该系统由以下特点：1、能够分析激光器、放大器等光电子器件及无源光子器件的光电特性，如阈值，放大，传输损耗，模式特性，瞬态特性等；2、能够对光子晶体、金属、等离子体、超导、各向异性电介质材料及磁性介质进行分析计算；3、能够导入实验上获得的照片、绘制图片对光电器件进行仿真分析，并可以进行修改调整及测试；4、支持复杂的多维编辑，多维显示，如多层DBR；5、提供开放接口，可自行升级算法，并负责技术支持；6、支持腔体模式体积计算；7、支持近场外推远场计算；8、时域有限差分有源介质模型；9、严格耦合波三维高速仿真模型；10、Pade超高Q值仿真模型；11、多方法互相印证配合技术。

专利情况：已授权3项软件著作权。

市场需求及应用情况：
该成果可以用于从事光电子器件开发的高校、研究所及企业。目前该类软件市场售价在每模块10万到20万。该软件最擅长领域在于特种光纤、微纳光子、光电子器件设计、量子阱电子能带设计、光子晶体能带计算、光通信系统传输仿真、有源无源光子集成芯片并行计算。全球光电子产业始于上世纪70年代，90年代获得了高速增长。进入新世纪后，2004年光电子产业进一步走向复苏，其市场规模达到1981亿美元，2005年突破2000亿美元，2015年达到1万亿美元。将成为最热门的产业，并成为衡量一个国家经齐发展和综合国力的重要标志。随着光电子技术创新、产业发展。光电器件及集成芯片仿真设计需求越来越重要。在这些方面，政府、企业及科研机构正在加大对于有关商业模式的探索。集成电路设计市场规模将达到300亿元，光电子集成设计将成为热门产业。

合作方式：技术开发、技术转让、技术服务、技术入股

产业化所需条件：软件深度开发、软件维护、宣传推广、人员培训等，预计一年有销售，三年内有盈利，前三年需要资金每年300万。

36. 可见光通信技术

项目名称：可见光通信技术

项目成熟阶段：□孵化期 √生长期□成熟期

概况：
将半导体照明和通信系统有机结合将开辟一个全新的应用领域。半导体照明通信将通信与照明结合在一起，以更低的能耗和更低的成本，提供照明及具有安全性、可靠性的宽带数据接入，符合“节能减排”的要求。中科院半导体所利用基于蓝光LED的可见光收发模块实现单无线光上网，可组网用于射频敏感区和人口密集区的上网通信。基于该技术可以实现多媒体数据的光无线广播、光学无线型智能家居系统、灯光定位等应用。
该项目属国家科技支撑计划上海世博会专项、中国科学院知识创新工程项目研究成果。项目团队曾获科技部的“世博科技先进集体”表彰。2012年基于可见光通信的“光怪路由”入选央视财经频道的“创新科技环球新锐榜”。

技术特点：
可见光通信的技术优势是：单点高速、系统大容量、使用安全放心。传统的射频无线通信技术不能用于射频敏感区，且因为射频信号的相互干扰，也难以给人口密集区提供高速上网服务。可见光通信因为无电磁辐射以及良好的空间复用特性，能替代电的无线通信，为射频敏感区用户或者人口密集区用户提供高速大容量的无线通信服务。
与国外相比，半导体照明通信研究起步较早，并且部分技术已产业化，并制定了半导体照明通信技术的相关标准。目前，在通信距离为3m时，系统的通信速率为80Mbps，；通信距离为3.5m时，系统通信速率为10Mbps。

专利情况：已申请发明专利7项。

市场分析：
半导体照明通信技术兼具照明和通信功能，绿色节能环保，无射频干扰和电磁污染，有利于人体健康，目前适合用于飞机、医院等射频敏感区域，以及军事等信息安全领域；其次该技术可以给家电生产商或者LED灯具生产商带来附加价值。未来有望全面拓展至市内、交通、办公等多个领域，避免充斥射频信号对人健康的影响，提供绿色节能环保的高带宽接入，具有巨大的市场前景。

合作方式：技术转让或技术入股

产业化所需条件：投资额度在300万元左右，主要进行上网及控制接口标准制定，和家电制造商、灯具制造商、智能家居厂商合作研发新产品，分享新产品的市场利润。

37. 远程监测控制系统

项目名称：远程监测控制系统

项目成熟阶段： □孵化期 □生长期 ■成熟期

概况：
远程监测控制系统由现场监测控制网络、远程监控中心和移动监控终端三大部分构成。
现场监测控制网络由传感器和网关构成，采集现场的数据传输给远程监控中心，或者接收远程监控中心的命令。现场也可以是单个的智能单品，如智能Wi-Fi插座、智能空气净化器、智能制氧机等，这些智能单品直接和远程监控中心通信。
远程监控中心完成对现场监测控制网络的数据分析、显示和处理。移动监控终端可以通过远程监控中心完成对现场的监测和控制。
该套系统可以应用于智慧城市、智慧家庭、智慧农业、油田和矿山等领域的监测和控制。

技术特点：
1、现场监测控制网络有多种组网方式；
2、通过智能手机随时随地对现场进行监测和控制；
3、软件自动升级；
4、入网配置为智能式一键配置；
5、现场和远程2级监控网络。

市场需求及应用情况：
该套系统可以应用于智慧城市、智慧家庭、智慧农业、油田和矿山等领域的控制系统。普通的家用电器，如电热水器、空调接上智能Wi-Fi插座，用户可以对电器进行远程操控；Wi-Fi制氧机、Wi-Fi血压仪等智能医疗保健智能单品可以将人体健康参数传输给远程服务器，供亲人或医生查询参考；智慧农业解决方案可以提供蔬菜大棚监测系统、智慧城市解决方案可以提供空气监测网络、智能路灯控制系统。

合作方式：接受技术开发、技术转让、技术服务。

产业化所需条件：（需要什么设备、什么样的厂房、大体的投资量有多大等）需要电子产品组装车间;需要电子产品测试设备。

38. 高性能氮化镓基电子材料

项目名称：高性能氮化镓基电子材料

项目成熟阶段： □孵化期 □生长期√成熟期

概况：
氮化镓（GaN）基电子材料是发展新一代GaN基微波功率器件和电力电子器件的基础，处于信息产业链的高端，是各国竞相占领的新一代战略高技术制高点，也是推动和发展我国新一代信息产业的重要机遇。中科院半导体所是国内最早开展GaN基电子材料研发的单位，并一直在该领域起着引领、示范和带动作用。经过尽二十年的自主创新，攻克了2英寸和3英寸蓝宝石、碳化硅和硅衬底上GaN基电子材料外延生长的关键科学技术问题，在高阻GaN外延材料、高迁移率GaN外延材料、高迁移率AlGaN/GaN异质结结构材料等方面形成了系统的自主知识产权，设计并研制出了多种具有特色的AlGaN/GaN 异质结构电子材料，并实现了批量供片。所研制的材料非常适于研制生产高频、大功率GaN基功率器件、单片集成电路和电力电子器件，可广泛应用于手机基站、航空航天、卫星通信、雷达、智能电网、电动汽车、高速列车等领域，具有重大应用前景和市场潜力。

技术特点：
该技术是采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）方法，在蓝宝石、碳化硅或者硅衬底上外延高性能GaN基电子材料，采用本技术研制的GaN基电子材料，生长速度快、材料质量好，重复性和均匀性高。采用该技术所研制的外延材料性能为国内领先、国际先进水平，部分指标参数为国际领先水平：
外延材料方块电阻：270-400Ω/□之间可调；
方块电阻片内不均匀性：优于3%；
室温二维电子气迁移率：大于1800cm2/Vs；
外延材料尺寸：2英寸或3英寸，并可扩展到4英寸或更大尺寸。

专利情况：本技术所涉及到的材料结构和制作方法已申请并获得授权的国家发明专利17项，所取得的成果分别通过中科院和工信部组织的专家鉴定，获工信部科技进步一等奖1项，北京市科学技术二等奖1项。

市场分析及应用情况：
基于GaN基电子材料的微波功率器件和电力电子器件可以广泛应用于移动通信基站等新一代信息产业领域。据美国Cree公司估计，如果在新一代无线通讯基站中以GaN基功率器件替代目前常用的Si LDMOS管使之成为无线基站射频功放的主流功率放大器件，可减少高达20% 的功耗，每年将节省60TWh的电能。基于以上原因，GaN基外延材料近年来备受关注，市场需求量逐年递增。据Yole Developpement公司预测，到2015年，GaN基电子材料在功率电子领域的需求量可突破60万片/年，市场需求量巨大。目前销售的3英寸外延片市场价约10万元/片，通过产业化实现3000片/年的产能可实现3亿元的年产值。
中科院半导体研究所是目前我国唯一一个专门研制GaN基电子材料并给器件电路研制提供外延材料支撑的单位，所取得的成果已经可以根据用户需求研制和生产不同要求的GaN基电子材料，并实现了批量供片。用所研制的材料合作研制成功了我国首支国产GaN基HEMT器件、首支国产X波段GaN基HEMT器件、首支SiC衬底上X波段GaN基单片集成电路（MMIC）等，强有力地支撑了GaN基功率器件和电路在我国的发展。

合作方式：技术开发、技术转让、技术服务。

产业化所需条件：高性能GaN基电子材料的产业化需要的硬件条件主要包括GaN基材料外延生长关键MOCVD设备、材料性能检测分析设备、超净厂房装修等，建设规模可根据需要分阶段实施，预计需要产业化资金8000万元。

39. 碳化硅材料外延关键技术研究

项目名称：碳化硅材料外延关键技术研究

项目成熟阶段： √孵化期 □生长期□成熟期

概况：
当今世界，能源问题受到国际社会的普遍关注，节能减排已成为世界的共识。碳化硅器件作为新兴第三代半导体器件的杰出代表，与传统的硅器件相比较，功率损耗和装置体积可减小50%以上，工作电压、工作频率可以达到硅器件的10倍，电流密度达到硅器件的4倍，可靠性更高，节能优势明显。
碳化硅外延技术对于碳化硅器件性能的充分发挥具有决定性的作用，几乎所有SiC功率器件的制备均是基于高质量SiC外延片，SiC外延材料的厚度、背景载流子浓度等参数直接决定着SiC器件的各项电学性能。高电压应用的碳化硅器件对于外延材料的厚度、背景载流子浓度等参数提出新的要求。因此，碳化硅材料外延技术的研究是非常有意义的。

技术特点：
本项目研究的碳化硅外延技术有其特殊性，不同于一般的半导体外延技术，SiC外延生长技术在生长温度、生长速率、缺陷和均匀性控制的具体指标要求以及实现途径上都突出了电力系统应用的特点。目前，国际上已经形成了从碳化硅衬底材料、外延材料到器件制备的一整套产业体系。高质量SiC外延材料是SiC功率器件的基础材料，目前的国内外电力电子器件需要的碳化硅外延材料的发展趋势都是向大直径、低缺陷、高度均匀性等方向发展。

专利情况：中科院半导体所2项。

市场分析及应用情况：
首先，该项目的进行将为发展电网用碳化硅电力电子器件提供最重要的技术支持。目前，几乎所有的碳化硅器件都是在碳化硅外延层上制备的。高质量的碳化硅外延材料是研究制备电网用碳化硅电力电子器件的基础。由于电网设备要求半导体器件具有高耐压、大电流、低损耗、高频、高温和低过冲电压等特殊性能，因此电力电子器件碳化硅外延材料的制备也面临新的更高的要求。采用自主开发的碳化硅外延技术，将为充分发挥碳化硅材料的优势，制备满足电网系统需求的碳化硅器件创造必要的条件。
其次，完全自主知识产权、自主研发的碳化硅外延技术有助于打破目前的垄断，降低降低成本，为大规模应用创造条件。目前，美国的CREE公司约占市场上的碳化硅材料外延以及碳化硅器件销售额的90%左右，主要面向1700V以下的中低电压市场，对于高压器件支持力度不大，并且依据其在技术上的先发优势形成垄断，价格远远高于成本。自主开展外延技术研究，将为针对性的开展中国电网需求的碳化硅器件提供最重要的技术支持，同时，打破CREE公司的垄断，成本预计可以降低到现在的20%-30%，满足大规模的电网应用的成本条件。
该项目的研究将为以碳化硅材料为基础的新一代电力电子技术的长足发展提供基础保障。从长远来看，有助于支撑未来可控、高效、坚强电网的发展，推动电网技术的进步。

合作方式：技术开发。

40. 宽禁带半导体ZnO和AlN单晶生长技术

项目名称：宽禁带半导体ZnO和AlN单晶生长技术

项目成熟阶段： □孵化期 √生长期□成熟期

概况：
作为第三代半导体的核心基础材料之一的ZnO 晶体既是一种宽禁带半导体，又是一种具有优异光电性能和压电性能的多功能晶体。中国科学院半导体研究所的科研人员研究掌握了一种生长高质量、大尺寸ZnO单晶材料的新型技术方法-化学气相传输法（CVT 法）。
III 族氮化物GaN、AlN 及其三元组合化合物是制造波长为190nm-350nm的发光器件和新型大功率电子器件的基础材料。AlN具有高热导率（3.4W/cmK） ，与高Al组份的AlGaN材料和GaN材料晶格匹配等优点，是一种研制新型大功率微波器件和短波长发光器件的极为理想的衬底材料。大尺寸AlN 单晶材料的研制成功将加快深紫外发光器件、新型大功率射频器件的发展和在半导体照明、医疗卫生、生物检测、微波通信等领域的应用。

技术特点：单晶片主要应用于：研究开发紫外、深紫外探测器和发光二极管；声表面波器件；气敏器件、压电器件和大功率微波器件。

合作方式：技术转让或技术入股

产业化所需条件：
ZnO单晶：多温区气相生长炉。
AlN单晶：中频感应加热或钨丝网加热高温生长炉。
AlN单晶
ZnO单晶

41. 批量生产的InP、GaSb、InAs开盒即用单晶片

InP、GaSb单晶片主要作为衬底材料外延生长各种微波器件用微结构外延材料（如HEMT、HBT）、大功率激光器等的多量子阱材料，中长波红外探测器材料等， 其主要应用领域包括移动通信、卫星通信、导航、光纤通信、高效太阳能电池、夜视、大气监测、国防技术等。

主要技术：2-4英寸化合物半导体磷化铟(InP)、锑化镓（GaSb）和砷化铟（InAs）单晶生长和晶片加工技术。

联系人：曹永胜
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