8英寸！第四代半导体再突破，氧化镓或是最佳材料！

科技

2023-03-17 05:03

作者：芯光犬

排版：LEAHMA

出品：SOlab

深度好文，1340字=4分钟阅读

双喜临门

国产在氧化镓领域屡获突破

我国是世界上最大的稀土消费国，占全球稀土消费量的70%以上，我国开展氧化镓研究已经十余年,今年2月底，中国电科46所成功制备出我国首颗6英寸氧化镓单晶，达到国际最高水平。

3月中旬，西安邮电大学陈海峰教授团队在8英寸硅片上成功制备出氧化镓外延片，标志着该校在超宽禁带半导体研究上取得重要进展。这些成果的取得，说明我国在半导体材料领域实现了重大突破，也为我国集成电路产业发展提供了强有力的支撑。

氧化镓晶体图源：百度

第三代半导体是民族工业的基石

我国自“十三五”时期开始，明确将半导体领域的发展作为国家战略，并在“十四五”时期发布了一系列围绕第三代半导体的扶持政策，为解决“卡脖子”问题打下根基。

第三代半导体以碳化硅SiC、氮化镓GaN、氧化锌(ZnO)等具有宽禁带(Eg>2.3eV)特点的材料为主，具备耐高压、耐高温、低损耗等特性，碳化硅(SiC)的材料特性可使得其器件适用于高频高温的应用场景。

碳化硅实拍图源：百度

第四代半导体材料性能更优

被当作是第四代半导体最佳材料之一的氧化镓，逐渐进入人们的视野，有望成为半导体赛道的新风口。据了解，氧化镓是一种无机化合物，又叫三氧化二镓（Ga2O3），是一种宽禁带半导体。

更宽的禁带宽度意味着电子需要更多能量从价带跃迁到导带，所以氧化镓具有大功率、耐高温、耐高压等特殊性能，其性能也更优于第三代半导体材料。

芯片概念图，图源：百度

第三代半导体氮化镓助力5G高速发展

根据赛迪智库预测,5G 智能手机将大量采用砷化镓(GaAs)射频器件,在5G时代对于射频器件高频高速的要求下，氮化镓GaN的射频器件迎来了机遇，其将会成为主流，并且会进一步压缩LDMOS的市场空间。还有大量的5G 通信基站将带动氮化镓(GaN)射频器件的需求。

射频工作原理图源：百度

日企计划将氧化镓晶圆

用于制造车载芯片

据日本媒体报道称，日本新兴企业Novel Crystal Technology正在加紧推进配备在纯电动汽车上的功率半导体使用的氧化镓晶圆的实用化，计划2025年起每年生产2万枚100毫米晶圆，到2028年量产生产效率更高的200毫米晶圆。该公司社长仓又认为，氧化镓比碳化硅更占优势。他表示，Novel Crystal拥有可将成本降低到三分之一的自主工艺技术。氧化镓是否真的能够帮助半导体产业链升级，让我们拭目以待。