本重點專項總體目標是：面向國家在節(jié)能環(huán)保、智能制造、新一代信息技術(shù)領(lǐng)域?qū)?zhàn)略性先進電子材料的迫切需求，支撐“中國制造2025”、“互聯(lián)網(wǎng)+”等國家重大戰(zhàn)略目標，瞄準全球技術(shù)和產(chǎn)業(yè)制高點，抓住我國“換道超車”的歷史性發(fā)展機遇，以第三代半導(dǎo)體材料與半導(dǎo)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(chuàng)新、跨界技術(shù)整合，構(gòu)建基礎(chǔ)研究及前沿技術(shù)、重大共性關(guān)鍵技術(shù)、典型應(yīng)用示范的全創(chuàng)新鏈，并進行一體化組織實施。培養(yǎng)一批創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團隊，培育一批具有國際競爭力的龍頭企業(yè)，形成各具特色的產(chǎn)業(yè)基地。

本重點專項按照第三代半導(dǎo)體材料與半導(dǎo)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(shù)方向，共部署35個研究任務(wù)。專項實施周期為5年（2016-2020年）。

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

項目申報統(tǒng)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(shù)均為1-2項。項目實施周期不超過4年。申報項目的研究內(nèi)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(shè)課題數(shù)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(shè)1名項目負責人，項目中每個課題設(shè)1名課題負責人。

指南中“擬支持項目數(shù)為1-2項”是指：在同一研究方向下，當出現(xiàn)申報項目評審結(jié)果前兩位評價相近、技術(shù)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。第一階段完成后將對2個項目執(zhí)行情況進行評估，根據(jù)評估結(jié)果確定后續(xù)支持方式。

1. 第三代半導(dǎo)體新結(jié)構(gòu)材料和新功能器件研究

1.1超寬禁帶半導(dǎo)體材料與器件研究（基礎(chǔ)研究類）

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

考核指標：金剛石半導(dǎo)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(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（MOSFET）器件，擊穿電壓≥1000 V，導(dǎo)通電阻≤2 mΩ·cm2；制備出高質(zhì)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(guān)比≥5×103。申請發(fā)明專利15項，發(fā)表論文20篇。

1.2 氮化物半導(dǎo)體新結(jié)構(gòu)材料和新功能器件研究（基礎(chǔ)研究類）

研究內(nèi)容：研究氮化物半導(dǎo)體低維量子結(jié)構(gòu)的可控制備，基于量子點結(jié)構(gòu)的單光子發(fā)射器件；研究氮化物半導(dǎo)體子帶躍遷量子阱結(jié)構(gòu)的外延生長和紫外、紅外雙色探測器件；研究氮化物半導(dǎo)體太赫茲發(fā)射和探測器件；研究氮化物半導(dǎo)體自旋性質(zhì)及自旋場效應(yīng)晶體管。

考核指標：實現(xiàn)基于氮化物半導(dǎo)體量子結(jié)構(gòu)的光泵浦紫外或藍光波段室溫工作單光子源，二階相關(guān)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(xiàn)紫外紅外雙色探測器件的單片集成；實現(xiàn)≥0.3 THz室溫工作的GaN基太赫茲發(fā)射和探測器件，發(fā)射器件輸出功率≥8 μW；實現(xiàn)氮化物半導(dǎo)體自旋場效應(yīng)晶體管原型器件，自旋注入效率≥8%。申請發(fā)明專利15項，發(fā)表論文20篇。

1.3第三代半導(dǎo)體新型照明材料與器件研究（基礎(chǔ)研究類）

研究內(nèi)容：研究激光照明用第三代半導(dǎo)體激光器；研究適用于激光大功率密度激發(fā)的熒光材料，研制激光照明光學(xué)系統(tǒng)和應(yīng)用產(chǎn)品；研究基于單芯片技術(shù)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(zhì)量氮化物半導(dǎo)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(xiàn)激光暖白光照明（3000K）到冷白光照明（6000K）范圍內(nèi)的色溫可調(diào)，顯色指數(shù)達到85，開發(fā)出車用激光照明等應(yīng)用產(chǎn)品；單芯片全光譜白光器件效率≥100 lm/W，顯色指數(shù)達到90；基于新型非晶襯底的氮化鎵基LED芯片內(nèi)量子效率≥40%；鈣鈦礦LED亮度≥105 cd/m2，外量子效率≥20%。申請發(fā)明專利20項，發(fā)表論文15篇。

2. 三基色激光顯示生產(chǎn)示范線

2.1三基色激光顯示整機生產(chǎn)示范線（典型應(yīng)用示范類）

研究內(nèi)容：設(shè)計三基色激光顯示整機生產(chǎn)示范線流程，開展工藝、裝備和檢測等工程化開發(fā)。示范線包括：整機關(guān)鍵工藝設(shè)備設(shè)計與開發(fā)；高效能激光驅(qū)動系統(tǒng)自動化檢測技術(shù)及平臺；激光顯示散斑等多種干擾的檢測技術(shù)與設(shè)備開發(fā)；視頻信號保真度響應(yīng)的自動化測試系統(tǒng)及平臺。

考核指標：建成三基色激光顯示整機生產(chǎn)示范線，產(chǎn)能達到：三基色激光顯示整機10萬臺/年，生產(chǎn)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，激光工程投影機最高光通量＞105 lm。

2.2三基色激光二極管（LD）材料與器件生產(chǎn)示范線（典型應(yīng)用示范類）

研究內(nèi)容：設(shè)計適用于激光顯示的三基色LD材料與器件生產(chǎn)示范線流程，開展批量生產(chǎn)技術(shù)研究。示范線包括：材料制備、結(jié)構(gòu)設(shè)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(chǎn)示范線貫通過程中LD各關(guān)鍵工藝技術(shù)的導(dǎo)入、銜接、匹配、優(yōu)化和拓展技術(shù)，批量生產(chǎn)狀態(tài)下LD產(chǎn)品一致性、穩(wěn)定性和重復(fù)性的可控制備技術(shù)，提高產(chǎn)品的成品率和降低產(chǎn)品的生產(chǎn)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(chǎn)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(dǎo)體激光器產(chǎn)能示范達到5000萬支/年規(guī)模，生產(chǎn)合格率：藍光LD≥50%、綠光LD≥30%、紅光LD≥70%。生產(chǎn)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(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用示范

3.1激光材料與器件在精密檢測領(lǐng)域的應(yīng)用示范（典型應(yīng)用示范類）

研究內(nèi)容：開展激光精密檢測技術(shù)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(jiān)測報警系統(tǒng)在鐵軌檢測領(lǐng)域的應(yīng)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(xiàn)長期值守、自動發(fā)現(xiàn)線路障礙物，能夠?qū)^往列車提供預(yù)警信息的自動化監(jiān)測系統(tǒng)。

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

3.2激光材料與器件在激光劃片領(lǐng)域的應(yīng)用示范（典型應(yīng)用示范類）

研究內(nèi)容：開展超短脈沖激光與半導(dǎo)體晶片材料的作用機制研究，開發(fā)用于硅、碳化硅、藍寶石等材料的激光隱形切割系統(tǒng)，開展高速自動對焦及動態(tài)焦點補償技術(shù)研究；開展智能化厚度跟蹤切割技術(shù)研究；開展超短脈沖激光動態(tài)光束整形技術(shù)與多焦點聚焦光斑光學(xué)設(shè)計系統(tǒng)研究；實現(xiàn)超短脈沖激光在半導(dǎo)體晶片劃片中的應(yīng)用示范研究。

考核指標：開發(fā)出激光隱形切割系統(tǒng)，可實現(xiàn)硅、SiC、藍寶石等材料的隱形切割，劃片精度優(yōu)于3μm、劃片速度≥500 mm/s，動態(tài)直線度<±0.5 μm，動態(tài)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(diào)。申請發(fā)明專利5項以上。

3.3激光材料與器件在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用示范（典型應(yīng)用示范類）

研究內(nèi)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(yīng)用示范研究；發(fā)展高峰值功率鉺激光調(diào)Q技術(shù)，提供降低激光消融牙硬組織過程中熱損傷的技術(shù)方法，開展鉺激光牙科治療的應(yīng)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(zhì)熱損傷范圍≤40 μm。申請發(fā)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(lǐng)域的應(yīng)用示范

4.1 大功率激光器在大型軸承表面強化中的應(yīng)用示范（典型應(yīng)用示范類）

研究內(nèi)容：開展金屬粉末材料在熔凝過程中的物理化學(xué)過程研究，開展高性能鋼材料激光熔覆過程中綜合力學(xué)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(dǎo)體激光表面強化在風電軸承領(lǐng)域的應(yīng)用示范。

考核指標：研制出大功率激光表面強化應(yīng)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(xiàn)5～8 MW風機主軸軸承應(yīng)用示范；單道激光熔覆厚度≥3 mm，稀釋率≤5%，熱影響區(qū)深度≤0.5 mm，基體變形≤1 mm/100 mm。申請發(fā)明專利10項以上。

4.2 大功率激光清洗裝備應(yīng)用示范

研究內(nèi)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(yīng)研究，開展移動式高峰值功率準連續(xù)激光清洗裝備研究及在飛機蒙皮涂層逐層清洗領(lǐng)域的應(yīng)用示范。

考核指標：研制出大功率激光清洗應(yīng)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(fā)明專利10項。

5. 高密度存儲集成技術(shù)

5.1 高密度新型存儲器材料及器件集成技術(shù)研究（共性關(guān)鍵技術(shù)類）

研究內(nèi)容：研究高密度新型存儲器材料、結(jié)構(gòu)單元與陣列制造的關(guān)鍵工藝技術(shù)，包括存儲單元與互補金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）電路的匹配互連和集成、芯片外圍電路設(shè)計、封裝和測試等關(guān)鍵技術(shù)；研究不同存儲器件的尺寸效應(yīng)、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(wěn)定性和可靠性；研究陣列的讀、寫、擦操作方法，優(yōu)化控制方法與電路結(jié)構(gòu)；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(xiàn)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(guān)鍵技術(shù)，建立外圍電路模塊的共性設(shè)計技術(shù)；突破存儲器的可靠性測試技術(shù)，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(shù)≥8;存儲芯片密度＞1.5 Gb/cm2。申請專利10項，發(fā)表論文20篇。

5.2 高密度磁存儲材料及集成技術(shù)研究（共性關(guān)鍵技術(shù)類）

研究內(nèi)容：研究新型磁性隧道結(jié)材料及其器件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，研究磁隨機存儲器在多物理場協(xié)同作用下的低功耗寫入原理與具體方式；研究電流驅(qū)動型磁隨機存儲器單元與陣列制造的整套關(guān)鍵工藝技術(shù)，研究與主流12英寸CMOS晶圓工藝兼容的磁性隧道結(jié)的納米圖型化和刻蝕制備方法，實現(xiàn)與12英寸磁電子工藝匹配的CMOS芯片控制電路設(shè)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(zhuǎn)移力矩效應(yīng)或自旋軌道轉(zhuǎn)矩效應(yīng)）芯片；芯片中磁性隧道結(jié)（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(fù)擦寫次數(shù)＞1015，室溫下數(shù)據(jù)保存時間＞10年。申請專利15項，發(fā)表論文30篇。