由深圳瑞沃微半导体科技有限公司发布  |  2024-11-12 深圳 

  今年，随着国家对镓、锗相关物实施出口管制，相关股票纷纷涨停，这标志着我国在新兴战略关键矿产领域的全球领先地位进一步凸显。公开资料显示，镓和锗均已被列入国家战略性矿产名录，中国在储量与出口上均占主导地位。据海关总署数据，2022年1至11月，我国镓产品出口量较2021年同期激增44.1%，达到89.35吨

  新能源汽车行业的蓬勃发展，为国产第三代半导体注入了强劲动力。当前，碳化硅功率器件供不应求，国内碳化硅产业正加速发展，以期在未来两三年内的短缺“窗口期”内抢占先机。而同为第三代半导体的氮化镓，则凭借3.4eV的禁带宽度、更高的击穿电场、热导率、电子饱和速率及抗辐照能力，在功率器件、射频器件、光电器件领域展现出超越碳化硅的潜力。美国军方已利用氮化镓的特性来开发先进雷达系统，并计划将其应用于爱国者导弹防御系统的替代品中。

第四代半导体材料和技术不仅在性能上实现了质的飞跃，更在能效、稳定性以及可制造性等方面展现出显著的优势。这些突破性的进展，使得第四代半导体在高性能计算、物联网、5G通信以及未来的6G技术等关键领域具有广阔的应用前景。

  第四代半导体包括超宽禁带半导体（如氧化镓、金刚石、氮化铝）和超窄禁带半导体（如锑化镓、锑化铟）。其中，氧化镓被认为是最有可能在未来几年内实现从实验室到工厂应用的第四代半导体材料。其超宽带隙（4.2-4.9eV）、超高临界击穿场强（8MV/cm）和超强透明导电性等优势，使其在未来的电力电子器件中有望替代碳化硅和氮化镓。

  在应用领域方面，第四代半导体正逐步引领科技进步和产业发展。在电子通信领域，超宽禁带半导体在高频通信、卫星通信等高速电子应用中独具优势；在新能源领域，第四代半导体以其高能效比和耐高温特性，在电力电子转换器、智能电网、电动汽车等领域占有重要地位；在智能穿戴与柔性电子领域，基于二维材料的柔性电子器件为智能手环、智能手表等产品带来了更加舒适、便捷的使用体验。

随着技术的不断成熟和市场的逐步拓展，第四代半导体将成为推动全球科技进步的重要力量，为人类社会带来更加智能、高效和可持续的发展。

  我国科技部已将氧化镓列入“十四五重点研发计划”，并在该领域取得了显著进展。中国电科46所成功制备出我国首颗6英寸氧化镓单晶，达到国际最高水平。此外，西安邮电大学在8英寸硅片上成功制备出高质量的氧化镓外延片，标志着我国在超宽禁带半导体研究上取得重要进展。深圳平湖实验室也在氧化镓理论研究方面取得重要突破，开发出新型β相铑镓氧三元宽禁带半导体。

在产业化方面，国内厂商如华芯晶电、杭州镓仁半导体有限公司、杭州富加镓业科技有限公司等，已在氧化镓单晶生长、外延片研制及器件验证等方面取得显著成果。这些进展为第四代半导体材料的国产化落地奠定了坚实基础，有望使我国在芯片半导体领域取得优势地位。

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