近日，日本NCT（novel crystal technology）公司宣布全球首次采用垂直布里奇曼（VB）法成功制備出6英寸β型氧化鎵單晶。
據(jù)了解，NCT成立于2015年6月， 是一家專注研發(fā)和生產(chǎn)新一代半導體技術(shù)的公司。其由Tamura Corporation和AGC等合資成立，公司的主要研究方向為氧化鎵材料。
2017年11月，NCT與TAMURA制造公司合作，成為世界上第一個使用氧化鎵外延膜，成功研制出溝槽MOS功率晶體管的公司。
2021年6月，NCT實現(xiàn)了全球首次量產(chǎn)100mm氧化鎵晶圓。
2022年，NCT與日本酸素控股旗下的大陽日酸以及東京農(nóng)工大學合作，成功實現(xiàn)了氧化鎵功率半導體的6英寸成膜技術(shù)。而以往的技術(shù)只能在最大4英寸晶圓上成膜，NCT在世界上首次實現(xiàn)6英寸成膜。
出于對其先進技術(shù)的認可，一些知名企業(yè)開始給NCT投資，可以從NCT的股東列表里看到Rohm、三菱電機等大企的身影。雖然目前氧化鎵未能像碳化硅和氮化鎵被大規(guī)模商業(yè)使用，但其潛力不容小覷。
氧化鎵作為第四代半導體材料，擁有禁帶寬度大、臨界擊穿場強高、導電特性良好等特點。與碳化硅和氮化鎵相比，氧化鎵的生產(chǎn)過程能夠使用常壓下的液態(tài)熔體法，降低了生產(chǎn)成本，同時具備高質(zhì)量和高產(chǎn)量的優(yōu)勢。
在性能參數(shù)上，氧化鎵在多方面都超越了目前市場上火熱的碳化硅，尤其在禁帶寬度和擊穿場強方面表現(xiàn)突出，使其在大功率和高頻率應(yīng)用中具有顯著優(yōu)勢。因此，氧化鎵在通信、雷達、航空航天、高鐵動車、新能源汽車等領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用潛力。
國際廠商短期領(lǐng)先，國內(nèi)廠商長遠可期？
在氧化鎵這一賽道內(nèi)，技術(shù)領(lǐng)先的企業(yè)和機構(gòu)主要集中在日本、美國和中國。
日本在氧化鎵的研究和產(chǎn)業(yè)化方面目前處于領(lǐng)先地位，前文提及的NCT公司，在全球氧化鎵襯底市場中占據(jù)主導地位，供應(yīng)全球近100%的氧化鎵襯底。而日本的FLOSFIA公司也在氧化鎵半導體器件的商業(yè)化方面取得了顯著進展。
美國在氧化鎵器件研究方面表現(xiàn)出強大的創(chuàng)新能力，如Kyma科技公司在氧化鎵基片、外延晶片和器件的生產(chǎn)上具有優(yōu)勢，并且與美國國防部達成緊密的合作關(guān)系。
值得注意的是，近年來，中國的企業(yè)和研究機構(gòu)在襯底和外延技術(shù)方面也取得了顯著的進展。
今年2月，中國電科46所成功制備出我國首顆6英寸氧化鎵單晶，技術(shù)達到了國際一線水平。
3月，西安郵電大學新型半導體器件與材料重點實驗室的陳海峰教授團隊成功在8英寸硅片上制備出了高質(zhì)量的氧化鎵外延片。
10月，北京銘鎵半導體有限公司實現(xiàn)了4英寸氧化鎵晶圓襯底技術(shù)突破，推出多規(guī)格氧化鎵單晶襯底并首發(fā)4英寸(100)面單晶襯底參數(shù)。
這些進展不僅展示了中國在氧化鎵材料和器件研發(fā)方面的技術(shù)實力，也為國內(nèi)氧化鎵的產(chǎn)業(yè)化和應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ)。
根據(jù)FLOSFIA的預(yù)測，到2025年，氧化鎵功率器件市場規(guī)模將開始超過氮化鎵，2030年將達到15.42億美元（折合人民幣約110億元），占碳化硅的40%，是氮化鎵的1.56倍。
雖然目前國內(nèi)氧化鎵相關(guān)技術(shù)在不斷取得突破，但仍與國際存在一定差距。日本、美國在晶圓襯底、外延生產(chǎn)、器件制造、封裝測試等方面具有較強的技術(shù)實力和競爭優(yōu)勢。國內(nèi)企業(yè)正視差距，通過積極布局，推動技術(shù)與產(chǎn)業(yè)鏈逐漸走向成熟，趕超國際龍頭或許也只是時間問題。未來，國內(nèi)氧化鎵企業(yè)將大有可為！（文：集邦化合物半導體Rick）
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