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(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的競(jìng)爭(zhēng)力和創(chuàng)新能力。隨著科技的進(jìn)步和社會(huì)的需求，半導(dǎo)體材料也在不斷地演化和升級(jí)，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(dú)特的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用領(lǐng)域。而在當(dāng)前，第四代半導(dǎo)體——超寬禁帶半導(dǎo)體正引起了全球科學(xué)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(dá)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(guó)際普遍關(guān)注并認(rèn)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(dá)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(chǎng)強(qiáng)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(shí)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(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。

　　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(jià)帶之間的能量差，它決定了半導(dǎo)體的電學(xué)和光學(xué)性質(zhì)。氧化鎵的帶隙高達(dá).8eV，遠(yuǎn)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(shí)具有更低的漏電流和開關(guān)損耗。

　　氧化鎵技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是在電力電子、光電子、微波射頻、量子計(jì)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(chǎng)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(dá)、通信、導(dǎo)航等應(yīng)用。在量子計(jì)算領(lǐng)域，氧化鎵可以制造出具有長(zhǎng)壽命、高靈敏度、低噪聲的量子比特，用于實(shí)現(xiàn)超強(qiáng)大的計(jì)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?yàn)樗梢詽M足未來社會(huì)對(duì)節(jié)能、環(huán)保、智能等方面的需求和挑戰(zhàn)。據(jù)預(yù)測(cè)，到2025年，全球第四代半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)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(shí)現(xiàn)了6英寸的大規(guī)模生產(chǎn)。中國(guó)也在積極推進(jìn)氧化鎵（Ga2O3）技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，有望實(shí)現(xiàn)彎道超車。

　　中國(guó)第四代半導(dǎo)體相關(guān)公司和項(xiàng)目進(jìn)展情況簡(jiǎn)介如下：

　　◆中國(guó)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(guó)半導(dǎo)體企業(yè)通過一級(jí)和二級(jí)市場(chǎng)獲得的資金達(dá)到了2276億元人民幣（約352億美元），比2019年增長(zhǎng)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(guó)在第四代半導(dǎo)體領(lǐng)域的主要企業(yè)包括：中芯國(guó)際、華虹半導(dǎo)體、紫光集團(tuán)、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(jì)、制造、封裝、測(cè)試等環(huán)節(jié)，形成了一個(gè)完整的產(chǎn)業(yè)鏈。

　　◆中國(guó)在第四代半導(dǎo)體領(lǐng)域的主要項(xiàng)目包括：國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“第四代半導(dǎo)體材料與器件”專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金委“第四代半導(dǎo)體材料與器件”重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)家重大科技專項(xiàng)“超寬帶隙氧化鎵功率器件及應(yīng)用”項(xiàng)目等。這些項(xiàng)目旨在推動(dòng)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(guó)在該領(lǐng)域的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

　　相關(guān)公司和項(xiàng)目的最新動(dòng)態(tài)

　　自2017年北京鎵業(yè)科技有限公司成立以來，中國(guó)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(zhǎng)足的進(jìn)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(guó)內(nèi)首家、國(guó)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(cè)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(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)自主供應(yīng)，同時(shí)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(xiàng)目也落戶太原，標(biāo)志著山西省第四代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)邁出了堅(jiān)實(shí)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(jī)構(gòu)率先突破了GaSb基砷化銦/GaSb超晶格焦平面技術(shù)，實(shí)現(xiàn)性能基本保持了與國(guó)際接軌的發(fā)展水平。同時(shí)，中科院半導(dǎo)體研究所研制的銻化鎵襯底實(shí)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(guó)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(guó)，日本、美國(guó)等國(guó)家也在積極布局第四代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。在這個(gè)全球競(jìng)爭(zhēng)的時(shí)代，中國(guó)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(shì)，以更高效的產(chǎn)業(yè)化

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