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來源：數據寶
我國科學家成功在8英寸硅片上制備出了高質量的氧化鎵外延片。
我國氧化鎵領域研究連續取得突破
日前，西安郵電大學新型半導體器件與材料重點實驗室的陳海峰教授團隊成功在8英寸硅片上制備出了高質量的氧化鎵外延片，這一成果標志著該校在超寬禁帶半導體研究上取得重要進展。
（圖片來源：西安郵電大學官網）
近年來，我國在氧化鎵的制備上連續取得突破性進展，從去年的2英寸到6英寸，再到最新的8英寸，氧化鎵制備技術越來越成熟。
2023年2月，我國首顆6英寸氧化鎵單晶被成功制備，中國電科46所成功構建了適用于6英寸氧化鎵單晶生長的熱場結構，突破了6英寸氧化鎵單晶生長技術，可用于6英寸氧化鎵單晶襯底片的研制，達到國際最高水平。
2022年12月，銘鎵半導體完成了4英寸氧化鎵晶圓襯底技術突破，成為國內首個掌握第四代半導體氧化鎵材料4英寸（001）相單晶襯底生長技術的產業化公司。
2022年5月，浙大杭州科創中心首次采用新技術路線成功制備2英寸 （50.8 mm）的氧化鎵晶圓，而使用這種具有完全自主知識產權技術生產的2英寸氧化鎵晶圓在國際上為首次。
在氧化鎵研究上，科技日報今年2月份報道，我國科研人員為氧化鎵晶體管找到新結構方案。中國科學技術大學分別采用氧氣氛圍退火和氮離子注入技術，首次研制出了氧化鎵垂直槽柵場效應晶體管。研究人員表示，這兩項工作為氧化鎵晶體管找到了新的技術路線和結構方案。
氧化鎵：第四代半導體材料的佼佼者
氧化鎵是一種新型超寬禁帶半導體材料，是被國際普遍關注并認可已開啟產業化的第四代半導體材料。與碳化硅、氮化鎵等第三代半導體相比，氧化鎵的禁帶寬度遠高于后兩者，其禁帶寬度達到4.9eV，高于碳化硅的3.25eV和氮化鎵的3.4eV。而氧化鎵的擊穿場強理論上可以達到8eV/cm，是氮化鎵的2.5倍，是碳化硅的3倍多。
從功率半導體特性來看，與前代半導體材料相比，氧化鎵材料具備更高的擊穿電場強度與更低的導通電阻，從而能量損耗更低，功率轉換效率更高。相關統計數據顯示，氧化鎵的損耗理論上是硅的1/3000、碳化硅的1/6、氮化鎵的1/3。
另外，氧化鎵具有良好的化學和熱穩定性，成本低，制備方法簡便、便于批量生產，在產業化方面優勢明顯。
氧化鎵性能優勢顯著，但仍存在明顯短板和應用瓶頸。氧化鎵熱導率僅為碳化硅的十分之一，是硅的五分之一。這也就意味著以氧化鎵為材料基礎的半導體器件存在著很大的散熱難題，業界也一直在尋求更好的方法去優化和改善這一問題。
政策層面，我國對氧化鎵的關注度也不斷增強。早在2018年，我國已啟動了包括氧化鎵、金剛石、氮化硼等在內的超寬禁帶半導體材料的探索和研究。2022年，科技部將氧化鎵列入“十四五”重點研發計劃。
國內氧化鎵材料研究單位主要包括中電科46所、深圳進化半導體、上海光機所、鎵族科技、銘鎵半導體、富加鎵業等。此外，數十家高校院所積極展開氧化鎵項目的研發工作，積累了豐富的技術成果。隨著市場需求持續旺盛，這些科研成果有望逐步落地。
氧化鎵市場發展潛力巨大
氧化鎵產業化也在進行中。去年6月30日，銘鎵半導體完成近億元A輪融資，融資將主要用于氧化鎵項目的擴產與研發，預計2023年底將建成國內首條集晶體生長、晶體加工、薄膜外延于一體的氧化鎵完整產業線。
行業分析人士表示，氧化鎵是第四代半導體材料，在市場對性能好、損耗低、功率密度高的功率器件需求不斷釋放背景下，氧化鎵市場發展潛力巨大。
證券時報·數據寶統計，目前我國從事氧化鎵研發的企業還較少，其中A股中涉及該業務的企業不足10家，主要包括新湖中寶、中瓷電子、南大光電、三安光電等。
具體看，新湖中寶持股杭州富加鎵，專業從事氧化鎵單晶材料設計、模擬仿真、生長及性能表征等工作，形成了較鮮明的特色和優勢。
中瓷電子控股股東中國電科經過多年氧化鎵晶體生長技術的探索，采用導模法成功制備出高質量氧化鎵單晶。近期，中國電科13所正將氮化鎵通信基站射頻芯片業務注入上市公司。
三安光電子公司湖南三安致力于第三代化合物半導體碳化硅及氧化鎵材料、外延、芯片及封裝的開發。
南大光電在互動平臺表示，公司三甲基鎵產品可以作為生產氧化鎵的原材料。
責任編輯：楊紅卜
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