2024年10月24日，由粉体圈主办，国内首个以AI硬件相关材料为主题的“2024‘新材料为AI产业提速’先锋论坛”在深圳落下帷幕。论坛邀请到AI硬件相关，从基础原材料再到终端器件有深刻理解并已做出重要成就的科学家、工程师和企业家等作精彩报告，分享了国内众多材料领域所取得的研发和产业成果，并对相关技术和产业方向作出分析判断。参会者普遍对内容的前瞻性和深度给予了高度评价。为尽力弥补因故未能到场朋友们的遗憾，粉体圈将对此次论坛报告稍作梳理，供读者交流学习不时之需。小编学识和能力有限，如有错漏还望不吝赐教，多加谅解。

报告人：周彦昭 首席材料专家

华为技术有限公司

报告深入剖析了人工智能（AI）的发展历程、技术演进及其在材料科学领域的应用前景。内容涵盖了AI技术的起源、发展阶段、以及当前大模型技术带来的行业拐点，强调了智能时代数字经济的加速发展对算力需求的增长。报告还涉及了AI在各行业的渗透率、全球人工智能市场规模的预测，并提出人工智能最大的需求是感知，感知更大的能力需求是材料。此外，报告还讨论了AI时代对组织结构和人才管理的影响，以及跨学科知识在AI新材料创新中的重要性。最后，报告通过案例分析展示了AI技术在材料开发中的应用，如导热凝胶粉体配比的AI预测模型，以及AI在药物开发周期中的作用，强调了数据积累和数据库建设的重要性。

报告人：赵有文 研究员、博士生导师、首席科学家

中科院半导体研究所、珠海鼎泰芯源晶体有限公司

报告探讨了磷化铟晶圆在人工智能光芯片应用中的市场现状、技术发展、制备技术以及市场展望。赵有文研究员详细讨论了磷化铟材料的发展历史、产业链现状、在光电子和微电子器件中的应用，特别强调磷化铟(InP)是继5G后，未来6G通讯中太赫兹频段芯片的首选材料，具有高迁移率和优异的抗辐射性能。报告还涉及了磷化铟的市场规模和增长趋势，光芯片的集成度和尺寸，以及6英寸磷化铟外延材料的技术水平，特别提出6寸外延片的均匀性与3寸片相当甚至更优,面积增大到4倍，而成本降低50%。此外，还介绍了磷化铟单晶生长技术，包括垂直梯度凝固（VGF）和垂直布里奇曼（VB）技术，并讨论了光通信产业链和大尺寸磷化铟单晶衬底加工制备技术。

报告人：任殿胜 博士、技术总监

北京通美晶体技术股份有限公司

任博士深入分析了砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）和锗（Ge）这三种关键半导体材料的综合特性、当前应用及未来发展趋势。他指出，GaAs和InP作为III-V族化合物半导体，具备高电子迁移率和直接跃迁特性，使它们在射频器件、光电领域，如LED、激光器、太阳能电池等方面具有显著优势。特别是GaAs，在5G技术推动下，其在射频器件中的应用需求日益增长，预计随着5G手机的普及，GaAs芯片的使用量将进一步增加。InP则因其优越的电学性能，在光通信和数据传输领域扮演着重要角色，特别是在传输距离大于100m的场景中，InP的应用更为突出。随着数据中心对更高数据速率和更低功耗的需求增长，基于InP的激光器和光电探测器市场将持续扩大。Ge作为IV族半导体材料，虽然在商业规模上被硅（Si）取代，但作为战略稀缺元素，在探测以及新能源（太阳能）等领域作用明显。

黄博士探讨了高纯磷化铟（InP）材料在AI算力领域的应用及其合成技术。他分析了磷化铟作为关键的III-V族化合物半导体材料，在5G/6G通信、数据中心、AI、光电子等领域的重要应用，并指出了全球InP衬底市场的供应现状，特别是美日企业的市场主导地位和国内技术的差距。黄博士还讨论了磷化铟产业链面临的国外技术封锁问题，以及新兴行业及国防领域对InP材料的需求。此外，介绍了团队在磷化铟多晶合成技术方面的进展，包括不同合成技术的优势和挑战，以及在晶体纯度控制、提高合成效率、降低成本、保证产品批次一致性方面的创新成果。最后，他还展望了磷化铟合成技术的发展趋势和市场动向。

报告人：王宏兴 教授、博士生导师

西安交通大学

王教授凭借国际化视野，详尽地阐述了金刚石材料在AI产业中的潜在应用和发展前景，包括大面积金刚石同质外延和异质外延衬底的技术进展。他讨论了金刚石材料的电子迁移率、漂移速度和热导率等关键性能指标，并指出了美国对相关半导体材料技术的禁运政策。王教授还展示了西安交通大学在高质量单晶金刚石衬底制备方面的成果，包括同质外延和异质外延技术，以及金刚石剥离技术，尤其在2 inch单晶金刚石实现了批量化，达到XRD(004)半峰宽91 arcsec指标，处于国际领先地位。此外，他还介绍了金刚石基电子器件的发展，如金刚石MOSFET和功率射频FET，并展望了金刚石材料在高性能电子器件中的应用潜力。最后，王教授总结了金刚石材料研究的现状和未来发展方向，强调了提高材料质量、降低缺陷密度以及激活能高的重要性。

刘经理从金刚石的历史发展、物理特性、人工合成方法（高温高压HPHT和化学气相沉积CVD）等角度切入，强调了金刚石作为国家战略性材料的重要性。报告指出金刚石具有超高热导率、高电阻率、高击穿场强等特性，而远高于铜和银的热导率，使其成为高性能散热应用的理想材料，在5G通讯、人工智能、半导体、新能源汽车等尖端科技领域凸显关键作用。同时，报告也涉及了金刚石在产业化过程中面临的挑战，如尺寸限制、高成本和加工难度，并提出了有效的解决方案，包括顶层设计、装备迭代、抛光工艺等。

报告探讨了AI技术对电源需求的增长，特别是GPU在AI大算力领域的应用，以及随之带来的供电挑战。蔡平平总经理提出了供得进、堆得下、高效率的供电总体思路，详细介绍了多种供电技术解决方案，包括多相供电、高频开关、磁电集成封装、垂直供电技术等，以及这些技术在材料选型、产品方案和工艺路线上的应用。报告还分享了AI领域应用实际案例，提出了功率电感及其软磁材料的发展趋势，包括TLVR电感的发展方向、功率电感设计的新思路（电感不仅是功率器件，应该把电感当做芯片来做），以及高频用高Bs低损耗材料的迭代进展。

李博士强调了非晶/纳米晶此类材料的优异性能，如高强度、高硬度、大弹性、耐蚀耐磨等，并指出软磁非晶合金是全生命周期的绿色节能材料，在电力、家电、手机和新能源行业有广泛应用，特别是在AI服务器内提供储能和滤波的作用显著。报告还提到中国是非晶/纳米晶材料的主要生产国，但产业化研发力度较弱的问题，同时未来的发展方向聚焦于高频、高效、小型化的材料。李博士团队在此领域取得了显著的科研进展，包括开发高频高磁导率非晶/纳米晶合金和高Bs低Hc非晶-纳米晶过渡合金。此外，报告还提到了非晶合金在电机领域的新应用，如非晶合金定子铁心加工工艺的突破和非晶电机样机的开发。

报告人：池强 技术总监

宁波磁性材料应用技术创新中心有限公司

报告深入探讨了先进金属软磁功能材料的开发及其在高频应用中的技术突破。重点论述了非晶纳米晶合金粉末的创新制备技术，包括多级粉碎雾化制粉技术，该技术通过高速旋转圆盘配合气体雾化，实现了微细球状金属粉末的制备，这些粉末具有高球形度、低氧含量，并且粒径分布集中，特别适用于低GFA成分非晶纳米晶粉末制备。报告中提到，通过设计绝缘层可以有效调控高性能非晶纳米晶粉芯的性能。此外，通过选择特定的合金成分（如FeSiBPNbCu合金）和优化热处理工艺，可以实现对粉芯的损耗、磁导率及直流偏置特性的精确控制，从而达到优异的综合磁性能。

报告人：周文艳 博士、主任研究员

贵研铂业股份有限公司

周博士深入探讨了贵金属装联材料在半导体芯片制造中的应用及其特性。她详细介绍了贵金属如金、铂、银、钯、铑、锇、钌、铱等在电子装联材料中的多种形态和用途，包括蒸发料、扩散阻挡层、薄膜等，并分析了这些材料的物理化学特性如何满足半导体行业的苛刻要求。周博士还讨论了不同贵金属装联材料的技术关键点、市场现状以及它们在AI技术发展中的潜在应用，并提出由于AI的大量应用，半导体芯片在大规模数据处理、高性能复杂计算能力、高效能效比、高度定制化和先进的封装技术等方面提出了更高需求，贵金属装联材料将被要求在材料纯度、综合性能和一致性上持续提升。

张博士深入了探讨钽（铌）酸锂晶体的性能、生长技术及其在多个领域的应用。他详细介绍了这些晶体的材料特性，包括声表面波（SAW）器件、压电效应、热释电效应、非线性光学效应和电光效应，并讨论了如何通过化学计量比控制来优化这些晶体的性能。张博士还阐述了非同成分共熔法（DCCZ）等晶体生长技术的最新进展，以及这些技术如何实现更高质量的晶体生产。此外，他指出钽（铌）酸锂晶体在声学、热学和电光领域表现出卓越的性能，广泛应用于工业生产且成本效益高，易制成大尺寸基片，但为满足未来发展需求，其晶体生长质量仍有待提升，需在理论研究、材料合成、生长工艺、薄膜制备及检测标准等方面进行深入研究和改进。

彭立果总经理在报告中深入探讨了大尺寸光学级铌酸锂晶体的产业化挑战及其在人工智能（AI）产业中的潜在应用。他详细介绍了铌酸锂晶体的基本性质、发展历史和在AI产业中的应用前景，包括其在高速光模块和电光调制器中的关键作用，并提出铌酸锂单晶薄膜有望成为大规模集成光电子器件的衬底材料推动集成光学芯片、量子计算领域的发展。他还分析了大尺寸光学级铌酸锂晶体产业化面临的挑战，如晶体生长控制、单畴化难题、复杂的工艺流程和品质控制标准的建立。此外，他还概述了公司在大尺寸铌酸锂晶体生长技术（12英寸铌酸锂晶体成功研制）、后处理及晶圆加工产线建设、企业标准品控体系建立以及产品体系开发方面的工作进展和成就。

通过聆听先锋论坛的精彩报告，不难认识到新材料在AI领域有着的广阔应用前景，更重要是深入了解随AI时代一同到来有哪些技术挑战和产业机遇。趋势业已确立，未来十年将会是AI产业腾飞的十年。主办方相信，通过开展跨材料跨学科技术交流，能够为产业协同发展，为产研合作对接，为材料界人才培养和企业发展注入新动力。期待在未来的日子里，能与各位同仁继续携手，共同推动新材料与AI技术的深度融合，为社会带来更多创新和价值。感谢每一位参与者的热情投入和宝贵贡献，让我们期待不久的将来再次相聚，共同见证和创造更多的辉煌。下次会议见！