全球首颗8英寸氧化镓单晶，杭州造！它将如何改变我们的生活？

3月5日，杭州镓仁半导体有限公司发布全球首颗第四代半导体氧化镓8英寸单晶，刷新了氧化镓单晶尺寸的全球纪录。这一成果，也标志着中国氧化镓率先进入8英寸时代。

什么是氧化镓单晶？

这是一种透明的超宽禁带氧化物半导体材料，你可能不知道它的名字，但是它早已在我们看不见的地方，默默改变着我们的生活。国家电网、新能源汽车、轨道交通、5G通信等领域的电力电子器件里，都有它的身影。

半导体材料是现代信息技术及电子信息产业发展的基础，也是衡量一个国家科技水平与综合国力的重要标志。相比“硅”，氧化镓拥有“更耐高温、更耐高压，更强性能”等特点，是半导体材料中的佼佼者。不过，高熔点、易开裂等“缺点”，让它很难“长大”。

也正是因为这个原因，在杭州镓仁半导体“造”出8英寸单晶之前，全球范围内主要以2英寸、4英寸和6英寸的氧化镓单晶为主。

大尺寸氧化镓单晶如何炼成？

2022年9月，杭州镓仁半导体落地萧山机器人小镇，依托浙江大学硅及先进半导体材料全国重点实验室、浙江大学杭州国际科创中心，组建了一支先进的研发和生产团队，开创了铸造法氧化镓单晶生长新技术。中科院院士杨德仁是这支团队的首席顾问。

这项技术厉害在哪里？

“原创的铸造法有尺寸易放大、成本低、效率高、工艺简单可控等优势。”杭州镓仁半导体市场总监江继伟介绍，也正是因为有了这项技术，才能每年让氧化镓单晶“长大”2英寸。

有了厉害的技术还不够，氧化镓单晶在“长大”的过程中，还要接受“控制晶体缺陷的难度越来越大、生长稳定性变差”等挑战。

怎么办？

“研发团队升级铸造法长晶技术，用AI工具迭代计算模型，重构了热场生长工艺的优化和晶体生长工艺关键因子。”江继伟说，“我们为氧化镓单晶创造了一个更好的成长环境。”

“8英寸氧化镓单晶，可以和硅基晶圆厂的8英寸生产线完全兼容。而且，尺寸更大的单晶，面积利用率更高，成本也更低，更适合大规模产业化应用。”江继伟道出了让氧化镓单晶不断“长大”的原因。

如果氧化镓能实现大规模应用，我们的生活会发生什么变化？以新能源汽车为例，采用氧化镓功率器件，将帮助高压电气系统电压向1200V甚至更高电压提升，未来，新能源汽车将实现“分钟级”快速充电。