近日，在國(guó)家出版基金資助下，隸屬于上海科學(xué)技術(shù)出版社的“液態(tài)金屬物質(zhì)科學(xué)與技術(shù)研究叢書”之一的前沿著作《液態(tài)金屬印刷半導(dǎo)體技術(shù)》正式出版。該書由中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所劉靜研究員、李倩助理研究員及杜邦登博士后共同編著，系國(guó)內(nèi)外首部系統(tǒng)闡述液態(tài)金屬印刷半導(dǎo)體基本原理、典型技術(shù)與應(yīng)用體系的學(xué)術(shù)著作，填補(bǔ)了相應(yīng)文獻(xiàn)空白。

　　近一個(gè)世紀(jì)以來(lái)，半導(dǎo)體憑借其性能優(yōu)勢(shì)及產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)作用，在推動(dòng)現(xiàn)代科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)進(jìn)步方面發(fā)揮了巨大引領(lǐng)作用，也因此有“半導(dǎo)體即國(guó)家”的說法。迄今為止，幾乎所有的經(jīng)典半導(dǎo)體生長(zhǎng)技術(shù)，如分子束外延、脈沖激光沉積、金屬物理/化學(xué)氣相沉積和原子沉積等，均嚴(yán)重依賴于高昂精密的加工設(shè)備以及高溫處理和十分苛刻的真空條件、水電資源等。一個(gè)芯片制程往往涵蓋數(shù)十道復(fù)雜工序，中間出現(xiàn)任何錯(cuò)誤都將導(dǎo)致芯片最終報(bào)廢乃至引發(fā)巨大損失。由于這些因素，半導(dǎo)體制造業(yè)始終是技術(shù)、資本與人力最為密集的行業(yè)之一。

　　2010年前后，本書作者基于多年來(lái)的液態(tài)金屬研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從有別于傳統(tǒng)刻蝕工藝的思路出發(fā)，首次提出了液態(tài)金屬印刷電子學(xué)與印刷半導(dǎo)體的全新理念與技術(shù)思想，所倡導(dǎo)的基于液態(tài)金屬直接印刷及后處理（如氧化、氮化、離子注入、摻雜和更多化學(xué)修飾，以及借助激光、微波或等離子體等輔助手段）快速制造圖案化半導(dǎo)體乃至集成功能電路與器件的基本技術(shù)路線，近年來(lái)逐一得到證實(shí)，團(tuán)隊(duì)發(fā)表了一系列在國(guó)內(nèi)外產(chǎn)生重要影響的學(xué)術(shù)論文，申請(qǐng)的諸多底層發(fā)明專利陸續(xù)獲得授權(quán)，研發(fā)的系列世界首臺(tái)套液態(tài)金屬電子制造裝備及電子材料產(chǎn)品還通過合作企業(yè)初步實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化應(yīng)用及規(guī)模化普及。

　　液態(tài)金屬印刷半導(dǎo)體技術(shù)的出現(xiàn)，以一種嶄新方式實(shí)現(xiàn)了對(duì)第三代、第四代半導(dǎo)體以及更多衍生材料如Ga2O3、GaN、In2O3、SnO等的大面積、低成本、個(gè)性化印制，由此可快速構(gòu)筑二極管、三極管、晶體管乃至集成電路與芯片，全部制程在較低溫度和較短時(shí)間內(nèi)完成，一些半導(dǎo)體薄膜的印刷厚度甚至可達(dá)1nm量級(jí)，這一模式打破了傳統(tǒng)的金屬化合物半導(dǎo)體制造理念與應(yīng)用瓶頸，正以其高效、便捷、普惠化展示出巨大的發(fā)展空間，可望為下一代電子器件、集成電路乃至用戶終端芯片的普適制造提供觸手可及的工具。

　　與需要高溫、高真空、高能耗和復(fù)雜工藝的傳統(tǒng)方法不同的是，液態(tài)金屬印刷半導(dǎo)體技術(shù)省去了經(jīng)典刻蝕制程中的材料嚴(yán)重消耗和浪費(fèi)，也大大減輕了環(huán)境污染處理負(fù)擔(dān)，其單件制造與批量生產(chǎn)成本相當(dāng)，且應(yīng)用并不受限于基材性質(zhì)，可根據(jù)需要將電子電路和半導(dǎo)體沉積在各種期望的表面上，包括那些低成本的柔性材料如塑料、紙張和織物等，這將大大促進(jìn)柔性電子的普及應(yīng)用。隨著液態(tài)金屬印刷半導(dǎo)體材料家族的不斷豐富及對(duì)應(yīng)制造方法的完善成熟，將促成一系列普惠化與節(jié)能降耗綠色制造技術(shù)以及電子顯示、集成電路、芯片制造、光伏發(fā)電、功率器件及新能源汽車電子等的迭代和進(jìn)步，預(yù)計(jì)會(huì)帶來(lái)重大的產(chǎn)業(yè)變革。

　　當(dāng)前，世界范圍的半導(dǎo)體與芯片制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)日趨緊張，形勢(shì)嚴(yán)峻，改變這一困境的策略之一在于另辟蹊徑尋求突破。本書構(gòu)建的理論與應(yīng)用技術(shù)體系一定程度上改變了經(jīng)典的半導(dǎo)體與集成電路制造理念，有助于開辟新的賽道，其出版可望助力液態(tài)金屬印刷半導(dǎo)體這一新興領(lǐng)域更多基礎(chǔ)研發(fā)與工業(yè)實(shí)踐，乃至促成行業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。

　　全書注重講解液態(tài)金屬印刷半導(dǎo)體技術(shù)的基本思想、典型路徑和應(yīng)用問題，學(xué)科領(lǐng)域跨度大，交叉性強(qiáng)，內(nèi)容前沿，是一本兼具理論學(xué)術(shù)意義和實(shí)際參考價(jià)值的著作，可供電子、半導(dǎo)體、物理、材料、化學(xué)特別是集成電路、芯片設(shè)計(jì)、電力電子及綠色制造等領(lǐng)域的科研人員、工程師以及大專院校有關(guān)專業(yè)師生、研究生閱讀參考。

國(guó)家出版基金資助前沿叢書《液態(tài)金屬印刷半導(dǎo)體技術(shù)》