中国领跑第四代半导体材料，氧化镓专利居全球首位-电子发烧友网

电子发烧友网报道（文/李宁远）半导体材料的突破一直是推动半导体行业发展的一大助力，为了满足日益多元化的芯片需求，半导体材料从以硅、锗为代表的第一代半导体，以砷化镓、磷化铟为代表的第二代半导体逐步发展到以氮化镓、碳化硅为代表的第三代以及以氧化镓、氮化铝为代表的第四代半导体。目前以氮化镓、碳化硅为代表的第三代半导体器件正发展得如火如荼，在商业化道路上高歌猛进。

与此同时，第四代半导体材料的研究也频频取得突破性进展。氧化镓，极具代表性的第四代半导体材料，本质是一种无机化合物，又名三氧化二镓。因其突出的特性在未来，极有可能成为高功率、大电压应用领域的主导材料。

氧化镓电子器件的优势在哪里？

在后摩尔时代，宽禁带半导体材料性能上的优势对电子器件的效率、密度、尺寸等各方面都有着决定性影响。从市面上目前已经商用的氮化镓、碳化硅第三代半导体器件可以很明显地看到相关器件在耐压值、损耗、功率、频率方面的优势，氧化镓材料则是比第三代半导体材料更有优势。

从材料本身的特性来说，氮化镓的禁带宽度大概在3.5eV，碳化硅的禁带宽度在3.2eV。氧化镓的禁带宽度在4.8eV。半导体器件的反向耐压，正向压降都和材料的禁带宽度高度相关，氧化镓的优势也就不言而喻。

以目前氧化镓非常典型的光电器件应用来说，禁带宽度的提高意味着用这种材料制备出的光电器件所发出的光或能够探测的光波长就越短。目前用第四代半导体材料制成的光电器件的发光范围和光探测范围已经从红外延伸到紫外。

另一个典型应用，是我们熟悉的功率器件应用。功率器件看重材料的击穿电强和巴利伽因子（也叫节能指数），硅的击穿电强只有0.3MV/cm，巴利伽因子为1；即便是现在商业化推进火热的氮化镓，击穿电强已经不低，为3.3MV/cm，但巴利伽因子也只有810。而氧化镓的击穿电强有8MV/cm，巴利伽因子高达3444。

这意味着氧化镓功率半导体阻断状态可以承受更高的电压，导通状态具备更高的电流密度和低导通压降，同时满足更短开关时间和更低损耗开关要求。对比碳化硅功率器件，氧化镓功率器件可以将导通电阻降低7成，损耗降低86%。氧化镓这类第四代半导体材料在电子器件应用上优势明显，前景广阔。

氧化镓各地区布局情况，中国有效专利居首位

从目前的市场来说，基本由两家日本厂商Novel Crystal Technology（NCT）和FLOSFIA垄断，其中NCT又占据了绝大部分市场，据NCT预测，氧化镓晶圆的市场在未来十年将放量增长，到2030年度市场规模将扩大到约30.2亿元人民币。另外根据富士经济预测，到2030年，氧化镓功率元件市场规模有望突破78.8亿元人民币。

FLOSFIA给出的相关预测规模更高，FLOSFIA预计氧化镓功率器件市场规模在2030年有望突破人民币100亿元人民币。

氧化镓全产业链目前最成熟的确是日本，从2011年起步到现在，只有日本形成了量产，并围绕电机、工控等应用开始产业化应用。NCT的2-4英寸氧化镓衬底已经实现量产，现在正在加紧建设量产线，主要服务于安川电机和罗姆。FLOSFIA在2017年实现了低成本氧化镓材料的突破，据称将会在今年量产氧化镓器件并供给丰田新能源车。

氧化镓SBD，FLOSFIA

美国对于氧化镓的研究从2018年开始，目前仅Kyma公司有1寸衬底产品，单晶尺寸上落后于中国，产业链也较为空白。不过美国实验室在氧化镓器件成果研究上成果非常突出，创新能力强大，各种创新的结构和工艺极大地推动了氧化镓器件的进步。

目光放回国内市场，我国对半导体材料的关注也在提高，十四五规划里就将第三代半导体材料作为发展的重点，并且在科技规划里，将超宽禁带半导体材料列入了战略研究布局。目前研发主力军集中在各个高校实验室和科研院所中，如中电科46所、上海光机所、北京邮电大学、西安电子科技大学等等。

随着氧化镓关注度的提升，国内目前也有不少专注于氧化镓材料的企业比如镓族科技、富加镓业科技、铭镓半导体、进化半导体等，部分已经实现2-4英寸衬底的制备。在产学研模式的助力下，科研成果也在加速商业化，如镓族科技已经与合作单位一起实现1000V耐压的肖特基二极管模型制作，并已经实现5000V耐压的MOSFET模型制作；铭镓半导体已有产品级单晶衬底和科研级单晶衬底公布，预计2023年底将建成国内首条集晶体生长、晶体加工、薄膜外延于一体的氧化镓完整产业线。

氧化镓单晶，铭镓半导体

而不久前，在韩国举办的氧化镓功率半导体威廉希尔官方网站路线图研讨会，会议公布了各国在氧化镓威廉希尔官方网站上的专利情况。根据AnA Patent对各个地区对氧化镓功率半导体元件有效专利分析，截至2022年11月，中、日两国专利数占据总专利数50%以上（中国568件，日本400件），中国氧化镓有效专利持有量全球第一。可见我国对新型半导体材料研发的重视。

氧化镓威廉希尔官方网站现状与前景

从不同地区的发展来看，因为相对其他半导体材料，氧化镓产业化时间短，各地区威廉希尔官方网站差距虽然存在，但是并没有想象中那么大，在材料端的突破仍然是各地区在威廉希尔官方网站上争抢的高地。商业化目前最快的日本，未来几年会进入开始大规模导入氧化镓器件的阶段，国内的脚步会稍慢。

从氧化镓本身的产业化来说也相对容易，因为高纯度的氧化镓储量丰富，同质外延晶体价格只有碳化硅的五分之一，异质外延晶体价格和硅基基本持平，产业化进程或许会比碳化硅更快。

目前氧化镓发展尚处于早期阶段，虽然前面列举了它很多威廉希尔官方网站优势，但是材料自身还存在导热性较差和结构上的挑战。除了威廉希尔官方网站难点，国内还需要完善上下游市场相关配套设施，借由典型标杆性应用场景加快产业化进度。

小结

总的来说，氧化镓凭借禁带、击穿电强等关键性能的优势，在光电器件、高频功率器件等领域得到了越来越多的关注和研究兴趣。不断取得突破的氧化镓未来将帮助半导体器件在功能和性能上进一步做拓展和完善。

半导体材料

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这家公司已开始布局第四代半导体材料

有限公司（以下简称“山西烁科晶体”）实现了5G芯片衬底材料碳化硅的国产自主供应。山西烁科晶体总经理李斌说，“通过我们整个研究院，企业之间也是能够互通有无，带动整个生态的创新。我们现在也在积极布局第四代的半导体材

发表于 05-20 09:13 •8162次阅读

SK海力士：采用EUV威廉希尔官方网站的第四代10纳米级DRAM已量产

近日，SK海力士在官网宣布，适用第四代10纳米（1a）级工艺的 8Gigabit（Gb）LPDDR4 移动端DRAM（动态随机存储器）产品已于7月初开始量产。自从10纳米级DRAM产品开始，半导体

发表于 07-12 10:57 •4009次阅读

Imint宣布推出业界领先的Vidhance第四代视频防抖解决方案

Vidhance第四代视频防抖解决方案搭载了全新的防抖引擎，可预测用户自身的动作和意图，从而消除不必要的视频伪影，同时实现最终输出图像的增强与平滑。中国北京，2021年11月24日——全球领先

发表于 11-29 13:43 •1962次阅读

第三代半导体器件刚开始商用，第四代半导体材料研究取得了不少突破

企业也一头扎入了第三代半导体产业当中。就在第三代半导体在商用化之路上高歌凯进的时候，第四代半导体材料也取得了不少进步。不久前，在与2021第十六届“中国芯”集成电路产业促进大会同期举办的“宽禁带半导体助力碳中和发展峰会”上，

发表于 12-27 09:01 •3563次阅读

wifi威廉希尔官方网站标准第四代第五代区别

wifi威廉希尔官方网站标准第四代是第四代移动通信威廉希尔官方网站的意思，第五代就是第五代移动通信威廉希尔官方网站，那么这两代之间有什么区别呢？

发表于 01-01 16:43 •2.5w次阅读

第四代半导体材料氧化镓的优势与发展进程

电子发烧友网报道(文/程文智)这几年GaN和SiC等第三代半导体器件的商用化进展还不错，GaN器件在快充上开始大规模应用，SiC器件也在汽车上崭露头角。现在大家对第三代半导体器件的前景非常看好，很多企业也一头扎入了第三代半导体产业当中。

发表于 01-01 14:53 •3283次阅读

德赛西威携手高通打造第四代智能座舱系统

德赛西威与高通威廉希尔官方网站公司宣布，双方将基于第4代骁龙座舱平台，共同打造德赛西威第四代智能座舱系统。

发表于 01-05 14:25 •2782次阅读

Vishay推第四代600 VE系列MOSFET器件高通骁龙数字底盘助力汽车发展

Vishay Intertechnology， Inc.（纽约证券交易所代码：VSH）推出了其第四代 600 VE 系列功率 MOSFET 中的最新器件。

发表于 03-28 11:54 •1735次阅读

伟世通推出第四代SmartCor域控制器微软智能云启用

　　服务于移动行业的全球领先科技公司伟世通（纳斯达克股票代码：VC）在 CES® 2022 上推出了其第四代 SmartCore™ 座舱域控制器，展示了旨在为全球汽车制造商提供支持的解决方案提供更加互联、个性化和安全的驾驶体验。

发表于 03-29 10:28 •1655次阅读

芯启源发布"SmartNICs第四代架构"

半导体(AMD) 、英伟达(NVIDIA)等国际知名企业出席本次峰会，芯启源Corigine也受邀参与峰会主旨演讲，并将在峰会上首次对外公开"SmartNICs第四代架构"。在过去几年中，谷歌

发表于 05-05 15:01 •764次阅读

芯启源SmartNICs第四代架构将有什么变化

为期三天的全球首届智能网卡高端行业峰会(SmartNICs Summit)在美国硅谷正式召开。英特尔(Intel)、超威半导体(AMD) 、英伟达(NVIDIA)等国际知名企业出席本次峰会，芯启源Corigine也受邀参与峰会主旨演讲，并将在峰会上首次对外公开“SmartNICs第四代架构”。

发表于 05-23 10:40 •808次阅读

UnitedSiC第四代威廉希尔官方网站提供TO247-4L封装

UnitedSiC（现名Qorvo）扩充了其1200V产品系列，将其突破性的第四代SiC FET威廉希尔官方网站推广到电压更高的应用中。

发表于 06-06 09:33 •2092次阅读

UnitedSiC<b>第四代</b>威廉希尔官方网站
提供TO247-4L封装

第四代2端口HDMI/DVI分配龙迅LT86102SXE

龙迅LT86102SXE是Lontium的第四代2端口HDMI / DVI分配器，可以将一个HDMI / DVI信号转发到2个HDMI / DVI信号集，最多支持2个不同的HDMI / DVI接收/显示端子

发表于 06-17 15:39 •1130次阅读

什么是第四代半导体？

第四代半导体我们其实叫超禁带半导体，它分两个方向，一是超窄禁带，禁带宽度（指被束缚的价电子产生本征激发所需要的最小能量）在零点几电子伏特（eV），比超窄禁带更窄的材料便称为导体；

发表于 08-22 11:10 •1.1w次阅读

研华发布全新第四代SQFlash PCIe SSD解决方案产品

物联网的发展推动了对高性能存储设备需求的激增。基于此，研华发布全新第四代SQFlash PCIe SSD解决方案产品：SQF 930与SQF ER-1。

发表于 10-12 09:25 •253次阅读

国内氧化镓半导体又有新进展，距离量产还有多远？

目前在半导体应用中被研究最多，距离商业化应用最近的一种。氧化镓本身的材料特性极为优异。我们都知道第三代半导体也被称为宽禁带半导体，而第四代半导体的一个重要特性就是“超宽禁带”，禁带宽度在4eV以上（金刚石5.5eV，β-Ga 2

发表于 12-21 02:35 •1254次阅读

树立性能标杆，解锁澎湃算力——澜起科技发布全新第四代津逮®CPU

——澜起科技发布全新第四代津逮®CPU 上海，2023年1月12日——业界领先的数据处理和互连芯片设计公司澜起科技于今日发布其全新第四代津逮 ® CPU，旨在以卓越性能为云计算、企业应用、人工智能

发表于 01-12 10:09 •1074次阅读

SK海力士第四代10纳米级DDR5服务器DRAM全球首获英特尔认证

处理器（代号为Sapphire Rapids）兼容认证。全球首获英特尔认证SK海力士第四代10纳米级DDR5服务器DRAM_1 全球首获英特尔认

发表于 01-12 21:32 •280次阅读

第四代宽禁带半导体材料——氮化镓

第一代半导体指硅(Si)、锗(Ge)等元素半导体材料；第二代半导体指砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)等具有较高迁移率的半导体材料

发表于 02-23 14:57 •860次阅读

一文读懂氧化镓（第四代半导体）

氧化镓有5种同素异形体，分别为α、β、γ、ε和δ。其中β-Ga2O3（β相氧化镓）最为稳定，当加热至一定高温时，其他亚稳态均转换为β相，在熔点1800℃时必为β相。目前产业化以β相氧化镓为主。

发表于 03-12 09:23 •951次阅读

第四代半导体制备连获突破，氧化镓将与碳化硅直接竞争？

此外，氧化镓的导通特性约为碳化硅的10倍，理论击穿场强约为碳化硅3倍多，可以有效降低新能源汽车、轨道交通、可再生能源发电等领域在能源方面的消耗。数据显示，氧化镓的损耗理论上是硅的1/3000、碳化硅的1/6、氮化镓的1/3。

发表于 03-20 11:13 •329次阅读

“第四代半导体” 迎重大突破！能否改变行业新威廉希尔官方网站？

中国电科46所氧化镓团队从大尺寸氧化镓热场设计出发，成功构建了适用于6英寸氧化镓单晶生长的热场结构，突破了6英寸氧化镓单晶生长威廉希尔官方网站，可用于6英寸氧化镓单晶衬底片的研制，将有力支撑我国氧化

发表于 03-23 09:35 •307次阅读

日企市场份额占比超9成，国内第四代半导体材料加速突破

电子发烧友网报道（文/梁浩斌）最近国内关于第四代半导体的消息很多，特别是在材料制备方面似乎有不少新突破。我们熟知的碳化硅、氮化镓等第三代半导体又被称为宽禁带半导体，而第四代半导体的其中一个重要特征

发表于 03-27 01:49 •1779次阅读

中国领跑第四代半导体材料，氧化镓专利居全球首位

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