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一块氧化镓,掐住半导体下一局的咽喉

一块氧化镓,掐住半导体下一局的咽喉

  • 分类:新闻中心
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  • 来源:体育蓝皮书
  • 发布时间:2026-08-21 20:22:24
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  全世界盯着那台几亿美元的光刻机,盯着硅片上几纳米的线宽,盯着谁先摸到两纳米、一纳米。杭州富春江南岸一栋安静的楼里,炉膛温度烧到一千八百度,八个小时后,一炉通体黝黑的圆锥状晶体被缓缓抬出来,底部直径精准卡在三百零五毫米。

  十二英寸。氧化镓单晶。全世界最大的那一块,而且目前只有这一家中国企业拿得出来。

  全球首颗 12 英寸氧化镓单晶

  很多人没听过氧化镓。它排在硅、碳化硅、氮化镓之后,被称作第四代半导体。账很好算,它的禁带宽度四点九电子伏特,比碳化硅的三点二五、氮化镓的三点四都宽,击穿场强大约每厘米八百万伏。翻译成人话,就是同一个器件,它能扛更高的电压、耐更高的温度、损耗还更小。

  新能源汽车的八百伏平台、储能电站、智能电网、数据中心,处处都在跟电的损耗较劲。谁把每一度电的损耗压下来一点,谁就多一点续航、少一点散热、省一座变电站。氧化镓盯上的,正是下一批设备里最吃高压、最怕损耗的那块硬骨头。

  数据中心是氧化镓功率器件首个规模化落地的场景,每一度电的损耗都值钱

  这一局,中国起跑并不早。

  日本在这个材料上沉淀了二十多年,NCT、FLOSFIA这些企业从衬底到器件铺了一条完整的专利墙,长期对我们实施高端衬底出口管制。就在这两年,日本NCT刚把晶圆尺寸推到一百五十毫米,也就是六英寸。中国这边,镓仁半导体先做出八英寸单晶,富加镓业今年三月直接把纪录刷新到十二英寸。

  从八英寸到十二英寸,不是把炉子做大那么简单。氧化镓是单斜晶体,各向异性极强,生长时炉内温度、气流、晶体运动的微小扰动都会引发开裂,尺寸越大,控制难度指数级往上翻。富加镓业副总经理黄浩天说,这背后是自主可控的生长装备,对温场、气流、晶体运动做到了微米级调控。

  新能源汽车的八百伏高压平台,正等待更耐高压、更低损耗的氧化镓功率器件

  真正狠的地方,藏在原料里。

  氧化镓,说到底是镓的化合物。而镓这件事,中国手里攥得死死的。全球大约九成八的原生镓产自中国,2023年8月起,镓和锗一道被纳入出口管制清单。别人想在氧化镓上追赶,先得问自己一句,材料从哪来。

  这就像一场牌局。西方把最贵的那台光刻机捂在手里,以为卡住了芯片的咽喉。中国没去抢那台机器,转头把上游的镓、把下一代材料的单晶,一节一节攥回了自己手里。你盯平面上的纳米,我已经在材料的代际上另铺一条路。

  智能电网与储能电站离不开耐高压器件,九千伏已是氧化镓摸到的世界纪录

  这条路不是图纸上的空话。

  武汉九峰山实验室用富加镓业的外延片做出横向MOSFET,击穿电压超过九千伏,刷新氧化镓耐压世界纪录。中山大学牵头的声子辅助吸收光电导开关,电压转换效率做到百分之九十八点九三。富加镓业还牵头起草了氧化镓领域第一个国家标准,把单晶生长、衬底加工、薄膜外延、器件验证的整条链自己串了起来。他们用AI一键长晶,晶体合格率提升了九成以上。

  从被卡脖子,到把命脉攥在自己手里,中间隔的是十年死磕。

  最让我感慨的,是这块晶体出生的地方。

  富春湾新城,十年前还是中国最大的白板纸制造基地。富阳关停了一千二百八十九家造纸企业,腾出两万多亩地,把空间留给了一个全新方向。2019年富芯半导体落子,2023年一批测试基地投产,到2025年底全区集成电路企业超过四十家,产值同比涨了一倍多。今年上半年,富阳集成电路集群产值增速百分之一百八十点五,全市第一。按规划,到2028年这块产业规模要突破三百亿元,相当于当年再造一个造纸城。

  一张白纸,被一群人画成了芯片城。

  别人在平面的纳米赛道上死磕光刻机,中国已经在材料的代际上铺了一条别人还没修好的路。从被卡脖子到把命脉攥在自己手里,这条路我们走了很久,也走得很稳。

  几百年后回头看,今天这场半导体较量里最硬的底气,从来不是谁手里多了一台机器。是谁能把矿、把材料、把设备、把规则,一节一节,攥回自己手里。

  谁也挡不住的中国,正在重写下一局的游戏规则。

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