中国在氧化镓半导体方面的突破性进展有望提高新一代半导体的生产

中国科学家取得了一项突破性进展，有望提高新一代半导体的生产。美国曾试图禁止向中国出口这种半导体，因为它在国防和关键基础设施等领域的应用。

半导体的发展经历了几十年的演变，从硅和锗等元素材料，到砷化镓和磷化铟等化合物材料，再到近年来的碳化硅和氮化镓等宽禁带材料。氧化镓通常被称为第四代超宽带隙半导体，它能承受强的电场，具有稳定的物理和化学性能，而且耗电量小。

带隙是衡量半导体材料释放电子所需能量的指标。值越大，对高电压的阻力越大，从而实现更高的电压处理能力。

与广泛应用的氮化镓和碳化硅等宽带隙材料相比，氧化镓具有显著的性能优势。然而，它的加工过程一直非常困难。

去年8月，美国商务部工业和安全局以国家安全担忧为由，对包括氧化镓在内的先进半导体实施了出口禁令。美国商务部负责工业和安全的副部长艾伦·埃斯特维斯表示，氧化镓使“半导体能够在更苛刻的条件下工作，如更高的电压或更高的温度。利用这些材料的设备的军事潜力大大提高。

美国的出口禁令似乎旨在阻碍中国参与下一代半导体竞争，但已被证明无效。

从上个月开始，中国政府对镓和锗实施了自己的出口管制。作为对美国及其盟国对中国实施芯片限制的报复，中国商务部和海关总署宣布，关键金属及相关产品的出口将自8月1日起受到政府批准。

浙江大学的一个团队通过自主研发的方法取得了长足的进步。研究人员在8月份生产出了4英寸晶圆，比去年5月份的2英寸晶圆有所改进。此外，他们的工艺更简单、可控且成本效益高。研究人员决心满足国家对半导体材料的需求，通过技术创新突破瓶颈。

对于第三代及以后的宽带隙半导体材料，大多数都是通过气相法合成的。相比之下，氧化镓是唯一可以通过标准大气压下的熔融凝固形成单晶的材料，有助于降低制造成本，从而支持大规模生产。

该研究团队提出的铸造方法将铱的使用量减少了80%，大大降低了生产成本。该方法也相对简单，流程较短，适合自动化控制并有助于未来的工业化。

该团队目前已申请了多项国内和国际专利，并计划进一步优化其铸造方法。

氧化镓半导体在抗高电压、尺寸较小和输电能耗低方面具有优势。它们被用于通信、雷达、航空航天、高速列车和电动汽车等领域。

据日本FLOSFIA公司估计，到2030年，氧化镓器件市场将开始超过氮化镓市场，到2025年将达到15.42亿美元。找有价值的信息，请记住Byteclicks.com