120503/16
半導(dǎo)體是現(xiàn)代電子信息技術(shù)的核心材料，其性能和發(fā)展水平直接影響著整個產(chǎn)業(yè)鏈的競爭力和創(chuàng)新能力。隨著科技的進步和社會的需求，半導(dǎo)體材料也在不斷地演化和升級，從第一代的鍺、硅，到第二代的砷化鎵、磷化銦等，再到第三代的碳化硅、氮化鎵等，每一代半導(dǎo)體都有其獨特的優(yōu)勢和應(yīng)用領(lǐng)域。而在當前，第四代半導(dǎo)體——超寬禁帶半導(dǎo)體正引起了全球科學家和工程師的廣泛關(guān)注和研究。
超寬禁帶半導(dǎo)體是指禁帶寬度大于3.5eV的半導(dǎo)體材料，具有高耐壓、高溫、高頻、高效、低噪聲等優(yōu)異特性，可用于制造高性能的功率器件、光電器件、微波器件等，廣泛應(yīng)用于新能源汽車、智能電網(wǎng)、航空航天、雷達通信、生物醫(yī)療等領(lǐng)域。其中，氧化鎵是一種新型超寬禁帶半導(dǎo)體材料，是被國際普遍關(guān)注并認可已開啟產(chǎn)業(yè)化的第四代半導(dǎo)體材料。氧化鎵的禁帶寬度達到4.9eV，高于碳化硅的3.25eV和氮化鎵的3.4eV，具有極高的擊穿電場強度和載流子飽和漂移速度。這意味著氧化鎵可以在更小的尺寸下承受更高的電壓和電流，從而實現(xiàn)更高效率和更低損耗的功率轉(zhuǎn)換。此外，氧化鎵還具有良好的熱穩(wěn)定性和輻射耐受性，可以在高溫、高輻射等惡劣環(huán)境下工作。 第四代半導(dǎo)體是指以氧化鎵和銻化物為代表的半導(dǎo)體材料，它們具有超寬帶隙（UWBG）或超窄帶隙（UNBG）的特性，相比于其他半導(dǎo)體材料，它們有著尺寸更小、能耗更低、功能更強的優(yōu)勢。 氧化鎵技術(shù)的原理是利用氧化鎵作為半導(dǎo)體材料，制造出具有超寬帶隙（UWBG）的電子器件。帶隙是指半導(dǎo)體中導(dǎo)帶和價帶之間的能量差，它決定了半導(dǎo)體的電學和光學性質(zhì)。氧化鎵的帶隙高達.8eV，遠高于其他常見的半導(dǎo)體材料，如硅（1.1eV）、氮化鎵（3.4eV）和碳化硅（3.3eV）。這意味著氧化鎵可以承受更高的電壓、溫度和輻射，同時具有更低的漏電流和開關(guān)損耗。 氧化鎵技術(shù)的優(yōu)勢是在電力電子、光電子、微波射頻、量子計算等領(lǐng)域展現(xiàn)出了超越其他半導(dǎo)體材料的性能和功能。例如，在電力電子領(lǐng)域，氧化鎵可以制造出高效率、高可靠性、高功率密度的功率器件，如二極管、晶閘管、場效應(yīng)晶體管等，用于電網(wǎng)、新能源、智能交通等應(yīng)用。在光電子領(lǐng)域，氧化鎵可以制造出具有高亮度、高穩(wěn)定性、高色純度的深紫外發(fā)光二極管（LED），用于水處理、空氣凈化、生物醫(yī)療等應(yīng)用。在微波射頻領(lǐng)域，氧化鎵可以制造出具有高頻率、高功率、低噪聲的微波器件，用于雷達、通信、導(dǎo)航等應(yīng)用。在量子計算領(lǐng)域，氧化鎵可以制造出具有長壽命、高靈敏度、低噪聲的量子比特，用于實現(xiàn)超強大的計算能力。 氧化鎵技術(shù)的行業(yè)前景是非常廣闊和光明的，因為它可以滿足未來社會對節(jié)能、環(huán)保、智能等方面的需求和挑戰(zhàn)。據(jù)預(yù)測，到2025年，全球第四代半導(dǎo)體市場規(guī)模將達到100億美元，其中氧化鎵將占據(jù)主導(dǎo)地位。目前，日本在氧化鎵（Ga2O3）技術(shù)方面處于領(lǐng)先地位，已經(jīng)實現(xiàn)了6英寸的大規(guī)模生產(chǎn)。中國也在積極推進氧化鎵（Ga2O3）技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，有望實現(xiàn)彎道超車。 中國第四代半導(dǎo)體相關(guān)公司和項目進展情況簡介如下： ◆中國在第四代半導(dǎo)體領(lǐng)域的投資和支持力度非常大，2020年，中國半導(dǎo)體企業(yè)通過一級和二級市場獲得的資金達到了2276億元人民幣（約352億美元），比2019年增長了407%。其中，第四代半導(dǎo)體企業(yè)獲得的資金占比超過10%。 ◆中國在第四代半導(dǎo)體領(lǐng)域的主要企業(yè)包括：中芯國際、華虹半導(dǎo)體、紫光集團、中微公司、北方華創(chuàng)、中科院微電子所等。這些企業(yè)涵蓋了第四代半導(dǎo)體的設(shè)計、制造、封裝、測試等環(huán)節(jié)，形成了一個完整的產(chǎn)業(yè)鏈。 ◆中國在第四代半導(dǎo)體領(lǐng)域的主要項目包括：國家重點研發(fā)計劃“第四代半導(dǎo)體材料與器件”專項、國家自然科學基金委“第四代半導(dǎo)體材料與器件”重點項目、國家重大科技專項“超寬帶隙氧化鎵功率器件及應(yīng)用”項目等。這些項目旨在推動第四代半導(dǎo)體材料與器件的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用開發(fā)，提高中國在該領(lǐng)域的國際競爭力。 相關(guān)公司和項目的最新動態(tài) 自2017年北京鎵業(yè)科技有限公司成立以來，中國第四代半導(dǎo)體行業(yè)在氧化鎵、碳化硅、銻化物等方面取得了長足的進展。 氧化鎵材料應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化 北京鎵業(yè)科技有限公司是國內(nèi)首家、國際第二家專業(yè)從事第四代（超寬帶隙）半導(dǎo)體氧化鎵材料開發(fā)與應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化的高科技公司。他們致力于研發(fā)和生產(chǎn)基于氧化鎵高品質(zhì)單晶和外延襯底的新型超寬帶隙半導(dǎo)體材料、高靈敏度日盲紫外檢測器件，高頻大功率器件，成為了該領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊。 碳化硅襯底材料自主供應(yīng) 山西碩科晶體有限公司在5G芯片襯底材料碳化硅方面實現(xiàn)了國內(nèi)自主供應(yīng)，同時還在積極部署第四代半導(dǎo)體材料。去年，銻化物第四代半導(dǎo)體（山西）研究院項目也落戶太原，標志著山西省第四代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)邁出了堅實的步伐。 銻化合物相關(guān)技術(shù)研究 中科院半導(dǎo)體研究所、上海技術(shù)物理研究所等研究機構(gòu)率先突破了GaSb基砷化銦/GaSb超晶格焦平面技術(shù)，實現(xiàn)性能基本保持了與國際接軌的發(fā)展水平。同時，中科院半導(dǎo)體研究所研制的銻化鎵襯底實現(xiàn)了直徑2-3英寸襯底的量產(chǎn)，最大尺寸為4英寸。為了開發(fā)低維材料外延片，開發(fā)了4英寸分子束外延技術(shù)。該晶體具有良好的晶體質(zhì)量，為國內(nèi)相關(guān)器件的發(fā)展提供了有力支撐。 全球布局第四代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè) 除了中國，日本、美國等國家也在積極布局第四代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。在這個全球競爭的時代，中國第四代半導(dǎo)體行業(yè)必須繼續(xù)保持創(chuàng)新和技術(shù)優(yōu)勢，以更高效的產(chǎn)業(yè)化#第四代半導(dǎo)體#?#氧化鎵#?#高功率器件#?#第四代半導(dǎo)體#?#氧化鎵#?#高器件
超寬禁帶半導(dǎo)體是指禁帶寬度大于3.5eV的半導(dǎo)體材料，具有高耐壓、高溫、高頻、高效、低噪聲等優(yōu)異特性，可用于制造高性能的功率器件、光電器件、微波器件等，廣泛應(yīng)用于新能源汽車、智能電網(wǎng)、航空航天、雷達通信、生物醫(yī)療等領(lǐng)域。其中，氧化鎵是一種新型超寬禁帶半導(dǎo)體材料，是被國際普遍關(guān)注并認可已開啟產(chǎn)業(yè)化的第四代半導(dǎo)體材料。氧化鎵的禁帶寬度達到4.9eV，高于碳化硅的3.25eV和氮化鎵的3.4eV，具有極高的擊穿電場強度和載流子飽和漂移速度。這意味著氧化鎵可以在更小的尺寸下承受更高的電壓和電流，從而實現(xiàn)更高效率和更低損耗的功率轉(zhuǎn)換。此外，氧化鎵還具有良好的熱穩(wěn)定性和輻射耐受性，可以在高溫、高輻射等惡劣環(huán)境下工作。 第四代半導(dǎo)體是指以氧化鎵和銻化物為代表的半導(dǎo)體材料，它們具有超寬帶隙（UWBG）或超窄帶隙（UNBG）的特性，相比于其他半導(dǎo)體材料，它們有著尺寸更小、能耗更低、功能更強的優(yōu)勢。 氧化鎵技術(shù)的原理是利用氧化鎵作為半導(dǎo)體材料，制造出具有超寬帶隙（UWBG）的電子器件。帶隙是指半導(dǎo)體中導(dǎo)帶和價帶之間的能量差，它決定了半導(dǎo)體的電學和光學性質(zhì)。氧化鎵的帶隙高達.8eV，遠高于其他常見的半導(dǎo)體材料，如硅（1.1eV）、氮化鎵（3.4eV）和碳化硅（3.3eV）。這意味著氧化鎵可以承受更高的電壓、溫度和輻射，同時具有更低的漏電流和開關(guān)損耗。 氧化鎵技術(shù)的優(yōu)勢是在電力電子、光電子、微波射頻、量子計算等領(lǐng)域展現(xiàn)出了超越其他半導(dǎo)體材料的性能和功能。例如，在電力電子領(lǐng)域，氧化鎵可以制造出高效率、高可靠性、高功率密度的功率器件，如二極管、晶閘管、場效應(yīng)晶體管等，用于電網(wǎng)、新能源、智能交通等應(yīng)用。在光電子領(lǐng)域，氧化鎵可以制造出具有高亮度、高穩(wěn)定性、高色純度的深紫外發(fā)光二極管（LED），用于水處理、空氣凈化、生物醫(yī)療等應(yīng)用。在微波射頻領(lǐng)域，氧化鎵可以制造出具有高頻率、高功率、低噪聲的微波器件，用于雷達、通信、導(dǎo)航等應(yīng)用。在量子計算領(lǐng)域，氧化鎵可以制造出具有長壽命、高靈敏度、低噪聲的量子比特，用于實現(xiàn)超強大的計算能力。 氧化鎵技術(shù)的行業(yè)前景是非常廣闊和光明的，因為它可以滿足未來社會對節(jié)能、環(huán)保、智能等方面的需求和挑戰(zhàn)。據(jù)預(yù)測，到2025年，全球第四代半導(dǎo)體市場規(guī)模將達到100億美元，其中氧化鎵將占據(jù)主導(dǎo)地位。目前，日本在氧化鎵（Ga2O3）技術(shù)方面處于領(lǐng)先地位，已經(jīng)實現(xiàn)了6英寸的大規(guī)模生產(chǎn)。中國也在積極推進氧化鎵（Ga2O3）技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，有望實現(xiàn)彎道超車。 中國第四代半導(dǎo)體相關(guān)公司和項目進展情況簡介如下： ◆中國在第四代半導(dǎo)體領(lǐng)域的投資和支持力度非常大，2020年，中國半導(dǎo)體企業(yè)通過一級和二級市場獲得的資金達到了2276億元人民幣（約352億美元），比2019年增長了407%。其中，第四代半導(dǎo)體企業(yè)獲得的資金占比超過10%。 ◆中國在第四代半導(dǎo)體領(lǐng)域的主要企業(yè)包括：中芯國際、華虹半導(dǎo)體、紫光集團、中微公司、北方華創(chuàng)、中科院微電子所等。這些企業(yè)涵蓋了第四代半導(dǎo)體的設(shè)計、制造、封裝、測試等環(huán)節(jié)，形成了一個完整的產(chǎn)業(yè)鏈。 ◆中國在第四代半導(dǎo)體領(lǐng)域的主要項目包括：國家重點研發(fā)計劃“第四代半導(dǎo)體材料與器件”專項、國家自然科學基金委“第四代半導(dǎo)體材料與器件”重點項目、國家重大科技專項“超寬帶隙氧化鎵功率器件及應(yīng)用”項目等。這些項目旨在推動第四代半導(dǎo)體材料與器件的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用開發(fā)，提高中國在該領(lǐng)域的國際競爭力。 相關(guān)公司和項目的最新動態(tài) 自2017年北京鎵業(yè)科技有限公司成立以來，中國第四代半導(dǎo)體行業(yè)在氧化鎵、碳化硅、銻化物等方面取得了長足的進展。 氧化鎵材料應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化 北京鎵業(yè)科技有限公司是國內(nèi)首家、國際第二家專業(yè)從事第四代（超寬帶隙）半導(dǎo)體氧化鎵材料開發(fā)與應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化的高科技公司。他們致力于研發(fā)和生產(chǎn)基于氧化鎵高品質(zhì)單晶和外延襯底的新型超寬帶隙半導(dǎo)體材料、高靈敏度日盲紫外檢測器件，高頻大功率器件，成為了該領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊。 碳化硅襯底材料自主供應(yīng) 山西碩科晶體有限公司在5G芯片襯底材料碳化硅方面實現(xiàn)了國內(nèi)自主供應(yīng)，同時還在積極部署第四代半導(dǎo)體材料。去年，銻化物第四代半導(dǎo)體（山西）研究院項目也落戶太原，標志著山西省第四代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)邁出了堅實的步伐。 銻化合物相關(guān)技術(shù)研究 中科院半導(dǎo)體研究所、上海技術(shù)物理研究所等研究機構(gòu)率先突破了GaSb基砷化銦/GaSb超晶格焦平面技術(shù)，實現(xiàn)性能基本保持了與國際接軌的發(fā)展水平。同時，中科院半導(dǎo)體研究所研制的銻化鎵襯底實現(xiàn)了直徑2-3英寸襯底的量產(chǎn)，最大尺寸為4英寸。為了開發(fā)低維材料外延片，開發(fā)了4英寸分子束外延技術(shù)。該晶體具有良好的晶體質(zhì)量，為國內(nèi)相關(guān)器件的發(fā)展提供了有力支撐。 全球布局第四代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè) 除了中國，日本、美國等國家也在積極布局第四代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。在這個全球競爭的時代，中國第四代半導(dǎo)體行業(yè)必須繼續(xù)保持創(chuàng)新和技術(shù)優(yōu)勢，以更高效的產(chǎn)業(yè)化#第四代半導(dǎo)體#?#氧化鎵#?#高功率器件#?#第四代半導(dǎo)體#?#氧化鎵#?#高器件
