

半导体材料的代际更替,时常以一条坐褥线的建成为鲜艳。2026年7月,中国杭州嘉伦半导体公司文告,各人首条兼容6英寸和8英寸同质外延氧化镓晶圆的大范畴坐褥线已追究投产,并向国内最初芯片制造商完成了首批6英寸晶圆的寄托。
淌若这一声明大概赢得孤立考据,它将是氧化镓这种材料从实践室走向工业量产的一个时弊节点。
为什么氧化镓如斯热切?
设施路这条坐褥线的真理,得先弄了了氧化镓到底有多迥殊。
氧化镓是一种超宽禁带半导体材料,其击穿电场强度约为8兆伏每厘米,是碳化硅的两倍驾御,是硅的近20倍。这意味着在疏导体积下,氧化镓器件大概承受更高的电压,导通损耗更低,同期还具备出色的耐高温性能。表面上,这让它很是符合用于电动汽车的逆变器、高压输电建筑、光伏储能系统以及高频射频通讯这类需要在顶点条目下高效运行的场景。
现在,功率半导体规模的主流材料从硅渐渐向第三代半导体碳化硅和氮化镓过渡,特斯拉、比亚迪等电动车企已大齐接管碳化硅模块。而氧化镓被视为更下一代的候选材料,部分照料东说念主员称其为"第四代半导体"。把柄市集照料机构的估算,氧化镓晶圆市集2025年范畴约为1.28亿好意思元,瞻望到2034年将增长至4.56亿好意思元,年复合增长率接近15%。
但氧化镓的量产之路走得并不顺畅。现在市集上畅达的氧化镓晶圆,直径主要汇聚在2英寸到4英寸之间,少数机构已开动寄托6英寸样片。日本的Novel Crystal Technology是各人氧化镓衬底的主要供应商之一,其6英寸晶圆仍处于研发和小批量试产阶段。好意思国和欧洲的部分照料机构也在追逐,但距离褂讪批量供货仍有差距。
这亦然嘉伦这次声明激发烧情的原因:他们宣称的不是实践室冲破,而是不错褂讪寄托的量产智力。
时代冲破点在那边?
晶圆越大,每片晶圆上能切割出的芯片数目就越多,单个芯片的制变老本也随之着落。以面积换算,8英寸晶圆的灵验面积约是4英寸的四倍,这关于任何但愿缩短功率器件老本、推动范畴化运用的制造商来说,齐是最凯旋的交易激励。
关联词,把晶圆作念大提及来容易,作念起来极难。氧化镓单晶对助长工艺高度明锐,尺寸放大后,晶体里面的位错密度和应力散布齐会显耀加多,导致外延层质料着落,最终影响器件的良率和性能一致性。
嘉伦宣称,他们通过将自主研发的锻造助长单晶工艺与优化的金属有机化学气相千里积外延工艺相麇集,处分了这一中枢费劲。公司公布的认证数据显现,6英寸外延晶圆的外延层厚度杰出10微米,厚度偏差低于1%,这一均匀性水平被以为是保证功率器件制造良率的热切标的。
在老本搁置方面,嘉伦还建议了一项针对性工艺:通过超薄衬底时代,将衬底产量普及三到四倍,同期减少贵金属铱的挥霍,使每片晶圆的衬底老本较传统要道缩短80%以上。铱是氧化镓晶体助前程程中的时弊耗材,价钱高尚且供应汇聚,老本搁置能否落地,很猛进度上决定了氧化镓器件能否在价钱上与碳化硅竞争。
现在,嘉伦暗示已与国内芯片制造商签署永久供货公约,同期也有来自国外企业和照料机构的采购订单。孤立分析东说念主士指出,国外订单的存在是一个值得热情的信号,但追究的第三方性能考据恶果尚未公开采布,外界对这些声明的核实仍在进行中。
氧化镓能否信得过撼动碳化硅和氮化镓的市模式位,最终还要取决于量产良率、器件封装熟悉度和下流运用生态的协同股东。但岂论若何云开体育,一场围绕下一代功率半导体材料的制造竞赛,正在各人范围内悄然加快。