中国科学院老科学技术工作者协会

简 报

﹝2024﹞ 第二十三期（总第983期）

中国科学院老科协办公室      2024年3月2日

中国科学院老科协地质地球所分会组织收看

科普论坛《飞速发展的半导体技术》

2月23日（农历正月十四日），地质地球所分会组织收看中国科学院老科协主办的科普论坛“飞速发展的半导体技术”。分会的部分老同志在家收看了这次报告。

报告由宋秋生副理事长主持。宋秋生副理事长欢迎陈弘达研究员给我们做报告，并风趣地说，明天就是元宵节了，按照中国传统习惯，没过正月十五都是年，在这里给各位老师拜年了。

陈弘达研究员是中国科学院半导体研究所研究员，博士生导师，中国科学院大学教授，曾任中国科学院半导体研究所副所长。长期从事微电子与光电子学方面的科研工作，目前研究方向为微电子与光电子集成器件、集成电路与系统。包括光电子与微电子集成回路、柔性光电子材料与器件、可见光通信与半导体照明智能控制系统、生物医学应用半导体器件与系统、脑机交互智能芯片与应用技术等。

陈弘达研究员在报告中首先介绍了中国ic产业背景。集成电路产业是信息技术产业的核心，是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业。

一．半导体科学技术

第一代半导体：以硅和锗等为代表，奠定微电子产业基础。1947年第一支晶体管诞生。1948年开发出集成电路技术，从那时起的半个世纪里，微电子技术给人类社会带来了革命性的变化。

新一代无线通信技术，不仅仅具有极强的应用前景和对其它行业的拉动作用，更是让无线高速信息时代降临到每个人身边，让人们感到信息的无处不在。而具有多种接入能力的移动电话、不再仅仅完成语音通话任务，成为了集语音、视频、数据三位一体的个人信息终端。

1969年，利用数字传感器—电荷耦合器件（CCD）发明了电子成像技术。磁存储被电子存储逐步替代，胶卷技术被淘汰，图像传感器与数码相机兴起。

第二代半导体：以砷化镓和磷化铟等化合物半导体为代表，奠定信息产业基础，具有高频、高速的光电性能，是新一代的通信用材料。

第三代半导体：以氮化镓、碳化硅、氧化锌以及金刚石等宽禁带化合物半导体为代表，支撑战略性新兴产业基础。其半导体材料具有高的击穿电场、高的热导率及更高的抗辐射能力。支撑了信息产业的发展，奠定了微电子产业的基础。用于半导体照明、5G移动通信、相控阵雷达、高压智能电网、高速轨道交通、新能源汽车等。第三代半导体在微电子领域和光电子领域，形成规模化生产，占领显著的市场份额，部分达到国际领先。应用例子如下：

可见光通信技术（VLC）是利用LED能够快速切换、易调制的特点，将信号经过LED器件调制，发出人眼无法觉察到的高速调制光载波信号在空气中自由传播，最后经过光电二极管（PD）或其它光电转换器件接收、再生、解调信号来实现信息传递。其优势：无电磁污染--有利于人体健康，私密性强--安全性高，与照明结合--无处不在、无须新建专用网络、节约和环保。网络带宽高--可快速下载网络上信息。

LED不只是照明，也是信息传播的载体。在农业领域、医疗领域，激光显示、电力电子器件等得到应用。

医疗监控仪器小型化、植入式心脏起搏器、植入式除纤颤器。植入式深脑刺激器、全植入感觉神经刺激器—人工耳蜗。吞服式胶囊内窥镜、植入式膀胱刺激器、人工视觉修复—视网膜外植入、内植入、视皮层植入，仿生手臂等。

二．脑机融合技术

脑--机接口（BCI）在大脑与外部环境之间建立一种全新的不依赖于外周神经和肌肉的交流与控制通道，实现大脑与外部设备的直接交互。

脑机智能技术是前沿混合智能新形态。脑机通讯与控制：脑--机接口文字输入，视觉诱发脑电（VEP）脑机接口文字输入，机械臂控制等。

脑机调控与增强：双向脑机接口。神经调控提高记忆能力，经颅交流电刺激（tACS）改善记忆能力。

脑机生物特征识别：脑电生物特征识别，微电极阵列：利用在微电极阵列上培养的鼠脑细胞，控制机器人。动物机器人：利用神经电传感器实现生物智能与人工智能的互补和协同。

三．展望

脑机融合技术：半导体科学技术将在传感器器件、信号处理芯片、和神经元刺激器芯片三个方面支撑脑机融合技术的发展。

人类智能与人工智能融合的人机混合智能将是未来智能的最高形式，其中脑机融合智能是人机混合增强智能的前沿形态。在脑科学方面，探索大脑秘密、攻克大脑疾病。半导体类脑技术，建立和发展人工智慧技术。脑机融合技术，使得大脑更加强化和功能更加强大，更加智慧、更加聪明。我们要把这些技术掌握在自己的手里，自主可控。

报告结束后，宋秋生副理事长感谢陈老师做报告，通过半导体发展的诸多案例和发展成果，对半导体技术的过去、现在和未来为我们做了一场最为精彩的报告，老师从半导体科学技术、脑机融合技术、半导体技术的发展与展望，三方面做了详细的讲解。半导体技术的发展历程，半导体科学技术对人类的生活，和对社会发展产生的巨大影响和推动作用，以及今后、未来的半导体技术的发展有了深刻全面的了解。我们看到了半导体技术发展的过程。半导体所科研团队为发展所做出努力和贡献，我们收获颇丰、深受感动。

老科协地质地球所分会的老同志收看报告后，看到了半导体技术发展的现状。尤其对脑机融合技术很感兴趣，对人类智能与人工智能融合的人机混合智能的发展，中国人必须掌握在自己的手里，一定能够实现。

图一.陈弘达研究员在做报告

图二.截屏：三代半导体技术的发展

图三.截屏：医疗设备应用

图四.截屏：展望

图五.离退办领导安排收看

（中国科学院老科协地质地球所分会供稿）