為落實《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006-2020年）》和《中國制造2025》等提出的任務，國家重點研發計劃啟動實施“戰略性先進電子材料”重點專項。根據本重點專項實施方案的部署，現發布2018年度項目咨詢指南。

本重點專項總體目標是：面向國家在節能環保、智能制造、新一代信息技術領域對戰略性先進電子材料的迫切需求，支撐“中國制造2025”、“互聯網+”等國家重大戰略目標，瞄準全球技術和產業制高點，抓住我國“換道超車”的歷史性發展機遇，以*三代半導體材料與半導體照明、新型顯示為核心，以大功率激光材料與器件、高端光電子與微電子材料為重點，通過體制機制創新、跨界技術整合，構建基礎研究及前沿技術、重大共性關鍵技術、典型應用示范的全創新鏈，并進行一體化組織實施。培養一批創新創業團隊，培育一批具有國際競爭力的龍頭企業，形成各具特色的產業基地。

本重點專項按照*三代半導體材料與半導體照明、新型顯示、大功率激光材料與器件、高端光電子與微電子材料4個技術方向，共部署35個研究任務。專項實施周期為5年（2016-2020年）。

2016年，本重點專項在4個技術方向已啟動15個研究任務的27個項目。2017年，在4個技術方向已啟動15個研究任務的37個項目。2018年，在4個技術方向啟動5個研究任務，擬支持12-24個項目，擬安排國撥經費總概算為1.77億元。凡企業牽頭的項目和典型應用示范類項目，須自籌配套經費，配套經費總額與國撥經費總額比例不低于1：1。

項目咨詢統一按指南二級標題（如1.1）的研究方向進行。除特殊說明外，擬支持項目數均為1-2項。項目實施周期不超過4年。申報項目的研究內容須涵蓋該二級標題下指南所列的全部考核指標。項目下設課題數原則上不超過5個，每個課題參研單位原則上不超過5個。項目設1名項目負責人，項目中每個課題設1名課題負責人。

指南中“擬支持項目數為1-2項”是指：在同一研究方向下，當出現申報項目評審結果前兩位評價相近、技術路線明顯不同的情況時，可同時支持這2個項目。2個項目將采取分兩個階段支持的方式。*一階段完成后將對2個項目執行情況進行評估，根據評估結果確定后續支持方式。

1. *三代半導體新結構材料和新功能器件研究

1.1超寬禁帶半導體材料與器件研究（基礎研究類）

研究內容：開展金剛石、氧化鎵、氮化硼等超寬禁帶半導體單晶襯底和外延材料的生長、摻雜、缺陷控制和光電性質研究；開展材料加工和器件制備的關鍵工藝研究；開展基于上述超寬禁帶半導體材料的高性能器件研制。

考核指標：金剛石半導體單晶襯底和外延材料直徑≥2英寸、X射線搖擺曲線衍射峰半高寬≤50 arcsec、方均根表面粗糙度≤1 nm，摻雜金剛石p型空穴濃度≥1×1018 cm-3、n型電子濃度≥1×1016 cm-3，非摻雜金剛石室溫電子和空穴遷移率分別為3000 cm2/V·s和2500 cm2/V·s，研制出金剛石原型電子器件和深紫外光電器件；氧化鎵單晶材料直徑≥3英寸，位錯密度≤104 cm-2，研制出氧化鎵金屬—氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）器件，擊穿電壓≥1000 V，導通電阻≤2 mΩ·cm2；制備出高質量氮化硼外延薄膜，研制出波長≤230 nm的氮化硼深紫外光電探測器，器件開關比≥5×103。申請發明專利15項，發表論文20篇。

1.2 氮化物半導體新結構材料和新功能器件研究（基礎研究類）

研究內容：研究氮化物半導體低維量子結構的可控制備，基于量子點結構的單光子發射器件；研究氮化物半導體子帶躍遷量子阱結構的外延生長和紫外、紅外雙色探測器件；研究氮化物半導體太赫茲發射和探測器件；研究氮化物半導體自旋性質及自旋場效應晶體管。

考核指標：實現基于氮化物半導體量子結構的光泵浦紫外或藍光波段室溫工作單光子源，二階相關度≤0.3；氮化鎵（GaN）基3～5 μm紅外探測器件工作溫度≥77 K，實現紫外紅外雙色探測器件的單片集成；實現≥0.3 THz室溫工作的GaN基太赫茲發射和探測器件，發射器件輸出功率≥8 μW；實現氮化物半導體自旋場效應晶體管原型器件，自旋注入效率≥8%。申請發明專利15項，發表論文20篇。

1.3*三代半導體新型照明材料與器件研究（基礎研究類）

研究內容：研究激光照明用*三代半導體激光器；研究適用于激光大功率密度激發的熒光材料，研制激光照明光學系統和應用產品；研究基于單芯片技術的全光譜白光照明材料和器件；開展非晶襯底、石墨烯等插入層上高質量氮化物半導體的外延生長研究和器件研制；開展基于新型有機無機鈣鈦礦材料的高效LED研究。

考核指標：實現激光暖白光照明（3000K）到冷白光照明（6000K）范圍內的色溫可調，顯色指數達到85，開發出車用激光照明等應用產品；單芯片全光譜白光器件效率≥100 lm/W，顯色指數達到90；基于新型非晶襯底的氮化鎵基LED芯片內量子效率≥40%；鈣鈦礦LED亮度≥105 cd/m2，外量子效率≥20%。申請發明專利20項，發表論文15篇。

2. 三基色激光顯示生產示范線

2.1三基色激光顯示整機生產示范線（典型應用示范類）

研究內容：設計三基色激光顯示整機生產示范線流程，開展工藝、裝備和檢測等工程化開發。示范線包括：整機關鍵工藝設備設計與開發；高效能激光驅動系統自動化檢測技術及平臺；激光顯示散斑等多種干擾的檢測技術與設備開發；視頻信號保真度響應的自動化測試系統及平臺。

考核指標：建成三基色激光顯示整機生產示范線，產能達到：三基色激光顯示整機10萬臺/年，生產合格率≥90%， 其中100英寸級高清三基色激光電視，色域≥160% NTSC，成本＜5萬元，激光工程投影機*高光通量＞105 lm。

2.2三基色激光二*管（LD）材料與器件生產示范線（典型應用示范類）

研究內容：設計適用于激光顯示的三基色LD材料與器件生產示范線流程，開展批量生產技術研究。示范線包括：材料制備、結構設計與外延生長、芯片制備與器件封裝、在線檢測與老化篩選；研究生產示范線貫通過程中LD各關鍵工藝技術的導入、銜接、匹配、優化和拓展技術，批量生產狀態下LD產品一致性、穩定性和重復性的可控制備技術，提高產品的成品率和降低產品的生產成本。

考核指標：建成用于激光顯示的三基色LD材料與器件生產示范線，450 nm波段藍光、520 nm波段綠光以及640 nm波段紅光半導體激光器產能示范達到5000萬支/年規模，生產合格率：藍光LD≥50%、綠光LD≥30%、紅光LD≥70%。生產成本分別降到藍光LD每瓦25元以下、綠光LD每瓦120元以下、紅光LD每瓦28元以下。

3. 激光材料與器件在精密檢測、激光劃片及醫療領域的應用示范

3.1激光材料與器件在精密檢測領域的應用示范（典型應用示范類）

研究內容：開展激光精密檢測技術研究，研究高精度鐵軌障礙物激光測量新方法，開展鐵軌障礙物激光監測報警系統在鐵軌檢測領域的應用示范研究。開展障礙物及疑似障礙物包括落石、樹枝、草團、動物、行人、列車等的智能分析判斷研究，探索其對行車安全造成威脅的障礙物判斷算法，研制能夠滿足各種氣象條件且實現長期值守、自動發現線路障礙物，能夠對過往列車提供預警信息的自動化監測系統。

考核指標：激光監測系統，系統工作環境溫度：-45 ℃～65 ℃；系統工作*大相對濕度≥80%；角度分辨率≤0.1°，距離定位精度優于±10 cm，準測率≥99%，鋼軌*大監控距離≥100 m（50 mm×50 mm目標），虛警率≤3%，漏報率=0，申請發明專利5項。

3.2激光材料與器件在激光劃片領域的應用示范（典型應用示范類）

研究內容：開展超短脈沖激光與半導體晶片材料的作用機制研究，開發用于硅、碳化硅、藍寶石等材料的激光隱形切割系統，開展高速自動對焦及動態焦點補償技術研究；開展智能化厚度跟蹤切割技術研究；開展超短脈沖激光動態光束整形技術與多焦點聚焦光斑光學設計系統研究；實現超短脈沖激光在半導體晶片劃片中的應用示范研究。

考核指標：開發出激光隱形切割系統，可實現硅、SiC、藍寶石等材料的隱形切割，劃片精度優于3μm、劃片速度≥500 mm/s，動態直線度<±0.5 μm，動態平面度≤±0.5 μm，可在光軸方向形成2個以上可變焦點，且可變焦點聚焦能量和能量分布可調。申請發明專利5項以上。

3.3激光材料與器件在醫療領域的應用示范（典型應用示范類）

研究內容：開展基于特種激光光源的腫瘤和血管疾病的靶向光動力診治研究，開展腫瘤和血管疾病的靶向光動力精準治療一體化的臨床應用示范研究；發展高峰值功率鉺激光調Q技術，提供降低激光消融牙硬組織過程中熱損傷的技術方法，開展鉺激光牙科治療的應用示范。

考核指標：腫瘤靶向激光波長400 nm波段和630 nm波段，光斑（Φ100 mm）能量密度不均勻性≤±5%，治療早期腫瘤有效率≥90％，治療中晚期腫瘤有效率≥60％；用于眼科及皮膚科的血管靶向激光波長510 nm、輸出功率10 W，光斑（Φ100 mm）能量密度不均勻性≤±5%，治療有效率≥98％；用于牙科治療的鉺激光峰值功率≥300 kW，脈寬≤150 ns，重頻≥50 Hz，激光消融牙本質熱損傷范圍≤40 μm。申請發明專利10項。

4. 大功率激光器在風電軸承表面強化、激光清洗等領域的應用示范

4.1 大功率激光器在大型軸承表面強化中的應用示范（典型應用示范類）

研究內容：開展金屬粉末材料在熔凝過程中的物理化學過程研究，開展高性能鋼材料激光熔覆過程中綜合力學性能演變機制研究；開展激光致金屬材料表面相變過程研究，開展大功率光纖耦合半導體激光表面強化在風電軸承領域的應用示范。

考核指標：研制出大功率激光表面強化應用裝備，直徑≥3 m的超大型風電主軸軸承激光淬火變形≤0.3 mm，淬火寬度≥100 mm，實現5～8 MW風機主軸軸承應用示范；單道激光熔覆厚度≥3 mm，稀釋率≤5%，熱影響區深度≤0.5 mm，基體變形≤1 mm/100 mm。申請發明專利10項以上。

4.2 大功率激光清洗裝備應用示范

研究內容：開展柔性傳輸短脈沖激光逐層去除飛機蒙皮涂層的機理研究，開展短脈沖激光與涂層材料的相互作用的熱效應研究，開展移動式高峰值功率準連續激光清洗裝備研究及在飛機蒙皮涂層逐層清洗領域的應用示范。

考核指標：研制出大功率激光清洗應用裝備，工作距離>20 m,飛機蒙皮單層清洗速度≥5 m2/h，基材表面保護性氧化膜無損傷，單層清洗厚度≥100μm,精度≤±20μm，清洗后單位面積表面殘留物≤5%，去除過程中基材瞬間溫度≤80℃。申請發明專利10項。

5. 高密度存儲集成技術

5.1 高密度新型存儲器材料及器件集成技術研究（共性關鍵技術類）

研究內容：研究高密度新型存儲器材料、結構單元與陣列制造的關鍵工藝技術，包括存儲單元與互補金屬氧化物半導體（CMOS）電路的匹配互連和集成、芯片外圍電路設計、封裝和測試等關鍵技術；研究不同存儲器件的尺寸效應、微縮性能、三維存儲陣列的集成工藝；研究新型存儲器材料與器件的熱穩定性和可靠性；研究陣列的讀、寫、擦操作方法，優化控制方法與電路結構；研制高密度存儲芯片，并對其存儲性能進行驗證。

考核指標：實現與CMOS工藝兼容的高密度存儲器集成工藝；解決高密度存儲電路的共性關鍵技術，建立外圍電路模塊的共性設計技術；突破存儲器的可靠性測試技術，建立存儲的失效模型，獲得信息存儲與處理相融合的解決方案；存儲單元面積≤6.4×10-3 μm2；擦寫速度＜50 ns，讀取速度＜25 ns，保持特性＞100小時@150 oC；三維堆疊層數≥8;存儲芯片密度＞1.5 Gb/cm2。申請專利10項，發表論文20篇。

5.2 高密度磁存儲材料及集成技術研究（共性關鍵技術類）

研究內容：研究新型磁性隧道結材料及其器件結構的優化設計，研究磁隨機存儲器在多物理場協同作用下的低功耗寫入原理與具體方式；研究電流驅動型磁隨機存儲器單元與陣列制造的整套關鍵工藝技術，研究與主流12英寸CMOS晶圓工藝兼容的磁性隧道結的納米圖型化和刻蝕制備方法，實現與12英寸磁電子工藝匹配的CMOS芯片控制電路設計，研制高密度磁存儲芯片。

考核指標：研制出2～3種實用型高密度磁隨機存儲材料及存儲單元器件；研制出存儲密度≥1 Gb/cm2的高速低能耗磁隨機存儲器（基于自旋轉移力矩效應或自旋軌道轉矩效應）芯片；芯片中磁性隧道結（陣列）存儲單元的室溫隧穿磁電阻比值達到150%，寫入和讀取時間≤30 ns，操作電壓≤1 V，可重復擦寫次數＞1015，室溫下數據保存時間＞10年。申請專利15項，發表論文30篇。

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