2025年3月5日，杭州鎵仁半導(dǎo)體有限公司（以下簡(jiǎn)稱“鎵仁半導(dǎo)體”）宣布，成功發(fā)布全球首顆第四代半導(dǎo)體氧化鎵8英寸單晶。這一重大突破不僅標(biāo)志著我國(guó)在超寬禁帶半導(dǎo)體領(lǐng)域取得了國(guó)際領(lǐng)先地位，也為我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的全面發(fā)展帶來了新的機(jī)遇和動(dòng)力。

一、氧化鎵8英寸單晶的技術(shù)突破與意義

氧化鎵（Ga?O?）作為第四代半導(dǎo)體材料的代表，具有超寬的禁帶寬度（約4.8eV），遠(yuǎn)高于第三代半導(dǎo)體材料碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）的禁帶寬度。這一特性使得氧化鎵在高溫、高壓、高功率等極端條件下表現(xiàn)出色，具有極高的應(yīng)用價(jià)值。

鎵仁半導(dǎo)體此次發(fā)布的8英寸氧化鎵單晶，是國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)的大尺寸氧化鎵單晶生長(zhǎng)。此前，氧化鎵單晶的尺寸主要集中在2英寸、4英寸和6英寸，而8英寸單晶的生長(zhǎng)難度極大，對(duì)技術(shù)和設(shè)備的要求極高。鎵仁半導(dǎo)體通過自主創(chuàng)新的鑄造法，成功攻克了這一技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了8英寸氧化鎵單晶的穩(wěn)定生長(zhǎng)。

這一技術(shù)突破的意義在于，8英寸氧化鎵單晶能夠與現(xiàn)有硅基芯片廠的8英寸產(chǎn)線兼容，從而顯著加快其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的步伐。同時(shí)，氧化鎵襯底尺寸的增大，還可以提升其利用率，降低生產(chǎn)成本，提升生產(chǎn)效率。此外，中國(guó)率先突破8英寸氧化鎵技術(shù)壁壘，不僅標(biāo)志著我國(guó)在超寬禁帶半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步，更為我國(guó)氧化鎵產(chǎn)業(yè)在全球半導(dǎo)體競(jìng)爭(zhēng)中搶占了先機(jī)。

二、氧化鎵材料的應(yīng)用前景

氧化鎵材料以其獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，在多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。

1. 功率電子器件

氧化鎵材料具有高擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度、低導(dǎo)通電阻等優(yōu)異特性，非常適合用于制作高壓、高功率電子器件。在新能源汽車、軌道交通、光伏逆變器、大功率通信等高壓、大電流場(chǎng)景中，氧化鎵功率器件能夠顯著提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率。例如，在新能源汽車領(lǐng)域，隨著汽車高壓化趨勢(shì)日益明顯，氧化鎵制備的功率器件有望將新能源汽車的充電時(shí)間大幅縮短，從現(xiàn)在的快充30分鐘縮短至7分鐘左右，極大地提升用戶體驗(yàn)。

1. 光電器件

氧化鎵材料還具有優(yōu)異的紫外透過率和化學(xué)穩(wěn)定性，適合用于制作深紫外光電器件。在日盲探測(cè)、輻射探測(cè)等特有領(lǐng)域，氧化鎵光電器件具有廣泛的應(yīng)用前景。此外，隨著5G通信、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)高速、高靈敏度光電器件的需求不斷增加，氧化鎵材料在這一領(lǐng)域也將發(fā)揮重要作用。

1. 射頻器件

氧化鎵材料的高電子遷移率和低介電常數(shù)，使其在高頻率、高功率射頻器件領(lǐng)域也展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。在通信基站、雷達(dá)系統(tǒng)等高功率射頻器件中，氧化鎵材料的應(yīng)用將有助于提高系統(tǒng)的性能和可靠性。

三、我國(guó)氧化鎵產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，我國(guó)在氧化鎵材料的制備和產(chǎn)業(yè)化方面取得了顯著進(jìn)展。從2英寸到6英寸，再到如今的8英寸，我國(guó)氧化鎵單晶的生長(zhǎng)技術(shù)不斷突破，為氧化鎵產(chǎn)業(yè)鏈的全面發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1. 上游材料制備

在氧化鎵單晶的制備方面，我國(guó)已經(jīng)形成了較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈。多家企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)在氧化鎵單晶的生長(zhǎng)技術(shù)、晶體質(zhì)量、晶體尺寸等方面取得了重要進(jìn)展。例如，鎵仁半導(dǎo)體通過自主創(chuàng)新的鑄造法，成功實(shí)現(xiàn)了8英寸氧化鎵單晶的穩(wěn)定生長(zhǎng)；西安郵電大學(xué)新型半導(dǎo)體器件與材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的陳海峰教授團(tuán)隊(duì)也成功在8英寸硅片上制備出了高質(zhì)量的氧化鎵外延片。

1. 中游器件制造

在氧化鎵器件制造方面，我國(guó)也取得了重要進(jìn)展。多家企業(yè)已經(jīng)開始涉足氧化鎵功率器件、光電器件等產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)。隨著氧化鎵單晶生長(zhǎng)技術(shù)的不斷成熟和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的加速推進(jìn)，我國(guó)氧化鎵器件制造產(chǎn)業(yè)將迎來更加廣闊的發(fā)展空間。

1. 下游應(yīng)用拓展

在氧化鎵材料的下游應(yīng)用方面，我國(guó)也在積極探索和拓展。新能源汽車、軌道交通、光伏逆變器、大功率通信等領(lǐng)域已經(jīng)成為氧化鎵材料的重要應(yīng)用方向。未來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用的不斷拓展，氧化鎵材料將在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

四、氧化鎵8英寸單晶發(fā)布對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈的影響

鎵仁半導(dǎo)體發(fā)布的全球首顆第四代半導(dǎo)體氧化鎵8英寸單晶，將對(duì)整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

1. 推動(dòng)氧化鎵產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程

8英寸氧化鎵單晶的發(fā)布，將顯著加快氧化鎵的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。一方面，8英寸單晶能夠與現(xiàn)有硅基芯片廠的8英寸產(chǎn)線兼容，降低生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率；另一方面，大尺寸單晶的生長(zhǎng)也將促進(jìn)氧化鎵器件的規(guī)?；a(chǎn)和應(yīng)用推廣。

1. 提升我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力

氧化鎵作為第四代半導(dǎo)體材料的代表，具有極高的應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)前景。我國(guó)在氧化鎵單晶生長(zhǎng)技術(shù)方面的突破，將有力提升我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。未來，隨著氧化鎵產(chǎn)業(yè)鏈的不斷完善和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)將迎來更加廣闊的發(fā)展前景。

1. 帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展

氧化鎵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。例如，在氧化鎵單晶的生長(zhǎng)過程中，需要用到高純度的鎵原料和先進(jìn)的生長(zhǎng)設(shè)備；在氧化鎵器件的制造過程中，需要用到先進(jìn)的封裝測(cè)試技術(shù)和設(shè)備。因此，氧化鎵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將帶動(dòng)鎵原料、生長(zhǎng)設(shè)備、封裝測(cè)試等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

五、面臨的挑戰(zhàn)與機(jī)遇

盡管我國(guó)在氧化鎵材料的制備和產(chǎn)業(yè)化方面取得了顯著進(jìn)展，但仍面臨一些挑戰(zhàn)和機(jī)遇。

1. 挑戰(zhàn)

首先，氧化鎵材料的制備成本仍然較高。目前，氧化鎵單晶的生長(zhǎng)主要采用EFG法等高溫高壓方法，對(duì)設(shè)備和原料的要求較高，導(dǎo)致制備成本居高不下。其次，氧化鎵器件的制造工藝和封裝測(cè)試技術(shù)尚不成熟。與硅基器件相比，氧化鎵器件的制造工藝和封裝測(cè)試技術(shù)更加復(fù)雜和困難，需要進(jìn)一步加強(qiáng)研發(fā)和創(chuàng)新。

1. 機(jī)遇

然而，挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存。隨著新能源汽車、5G通信、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的快速發(fā)展，對(duì)高效能、高可靠性半導(dǎo)體器件的需求不斷增加。氧化鎵材料以其獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，在這些領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。因此，我國(guó)應(yīng)抓住這一歷史機(jī)遇，加強(qiáng)氧化鎵材料的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，推動(dòng)我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

六、結(jié)論與展望

我國(guó)發(fā)布全球首顆第四代半導(dǎo)體氧化鎵8英寸單晶，標(biāo)志著我國(guó)在超寬禁帶半導(dǎo)體領(lǐng)域取得了國(guó)際領(lǐng)先地位。這一重大突破將為我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的全面發(fā)展帶來新的機(jī)遇和動(dòng)力。未來，我國(guó)應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)氧化鎵材料的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，推動(dòng)氧化鎵器件在更多領(lǐng)域的應(yīng)用推廣。同時(shí)，加強(qiáng)與國(guó)際先進(jìn)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)的合作與交流，共同推動(dòng)半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用的發(fā)展。

在氧化鎵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過程中，政府、企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)應(yīng)形成合力，共同推動(dòng)氧化鎵產(chǎn)業(yè)鏈的完善和發(fā)展。政府應(yīng)加大對(duì)氧化鎵產(chǎn)業(yè)的支持力度，制定相關(guān)政策和措施，促進(jìn)氧化鎵產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展；企業(yè)應(yīng)積極投入研發(fā)和創(chuàng)新，提高氧化鎵材料的制備和器件制造水平；科研機(jī)構(gòu)應(yīng)加強(qiáng)基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究，為氧化鎵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供有力支撐。

相信在不久的將來，我國(guó)將在氧化鎵產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域取得更加輝煌的成就，為全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)。