第四代半導(dǎo)體材料龍頭又有新突破！

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(dǎo)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(xué)合作，成功實現(xiàn)了氧化鎵功率半導(dǎo)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(rèn)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。

source：NCT官網(wǎng)

氧化鎵作為第四代半導(dǎo)體材料，擁有禁帶寬度大、臨界擊穿場強高、導(dǎo)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。

國際廠商目前領(lǐng)先，國內(nèi)廠商未來可期

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(dǎo)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(dǎo)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(xué)新型半導(dǎo)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(dǎo)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！

集邦化合物半導(dǎo)體Rick