最大镓晶圆最低成本?中国如何引领下一代半导体技术 | 南华早报
Zhang Tong
中国研究人员宣布在下一代半导体技术领域取得重大突破,成功研制出全球最大的8英寸(20.3厘米)氮极性氮化镓(GaN)晶圆。这项被视为半导体行业颠覆性创新的晶圆技术,有望将生产成本降低40%,从而加速该技术在卫星通信和电动汽车(EV)领域的全球应用进程。氮化镓被誉为第三代化合物半导体的旗舰材料。凭借其卓越的物理特性,它正在彻底改变包括5G/6G网络、卫星通信、自动驾驶汽车和雷达系统在内的高频高功率应用领域。该材料已实现手掌大小的100W快充设备,将800V电动汽车平台的能量转换损耗降至5%以下,并使卫星通信带宽提升三倍。行业分析师预测,一旦量产技术达到临界点,氮化镓可能引发这些领域的结构性变革。
氮化镓潜力的核心在于其晶体极性。虽然氮极性(N极性)和镓极性(Ga极性)氮化镓同时存在,但N极性变体展现出更优异的性能。然而严苛的生长条件和复杂工艺,目前全球仅能小批量生产2至4英寸的N极性氮化镓晶圆成本曾令人望而却步——直到现在。3月22日,湖北省武汉市的JFS实验室研究团队宣布全球首次在硅衬底上成功制备8英寸氮极性绝缘体上氮化镓(GaNOI)晶圆。这项突破打破了国外技术垄断,使晶圆成本降低40%,同时将器件击穿电压提升至2000伏。
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