隨著2018年特斯拉采用碳化硅（SiC）、2020年小米在快充上使用氮化鎵開始，第三代半導(dǎo)體經(jīng)過三四十年的發(fā)展終于獲得市場認(rèn)可迎來發(fā)展機(jī)遇。此后，第三代半導(dǎo)體在新能源車、消費(fèi)電子等領(lǐng)域快速發(fā)展開來，并逐漸從熱門場景向更多拓展場景探索。

在第三代半導(dǎo)體發(fā)展得如火如荼之際，氧化鎵、氮化鋁、金剛石等第四代半導(dǎo)體材料也開始受到關(guān)注。其中，氧化鎵( Ga2O3 )是被國際普遍關(guān)注并認(rèn)可已開啟產(chǎn)業(yè)化的第四代半導(dǎo)體材料。

氧化鎵( Ga2O3 ) 在耐壓、電流、功率、損耗等維度都有其優(yōu)勢，此前被用于光電領(lǐng)域的應(yīng)用，直到2012年開始，業(yè)內(nèi)對它更大的期待是用于功率器件，全球80%的研究單位都在朝著該方向發(fā)展。

日本在氧化鎵研究上是最前沿的。2012年日本報(bào)道了第一顆氧化鎵功率器件，2015年推出了高質(zhì)量氧化鎵單晶襯底、2016年推出了同質(zhì)外延片，此后，基于氧化鎵材料的器件研究成果開始爆發(fā)式出現(xiàn)。

我國氧化鎵的研究則更集中于科研領(lǐng)域，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程剛剛起步，但是進(jìn)展飛速，今年我國科技部將氧化鎵列入“十四五重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃”，讓第四代半導(dǎo)體獲得更廣泛關(guān)注。

一個(gè)材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，需要材料、器件、模組、應(yīng)用等多個(gè)環(huán)節(jié)形成完整循環(huán)。目前，第三代半導(dǎo)體材料已發(fā)展出完整的產(chǎn)業(yè)鏈，且向著成本不斷降低的方向發(fā)展；而氧化鎵則仍處于一個(gè)研究繼續(xù)深入，產(chǎn)業(yè)化初步開始的階段。

氧化鎵想要獲得產(chǎn)業(yè)發(fā)展，需要具備至少3個(gè)要素：一是材料成本降低，足以用于產(chǎn)業(yè)；二是襯底、外延、器件產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展完善；三是，出現(xiàn)示范性應(yīng)用。

此前，氧化鎵襯底主要采用導(dǎo)模法（EFG法）進(jìn)行生產(chǎn)，由于EFG法需要在1800℃左右的高溫、含氧環(huán)境下進(jìn)行晶體生長，對生長環(huán)境要求很高，需要耐高溫、耐氧，還不能污染晶體等特性的材料做坩堝，綜合考慮性能和成本只有貴金屬銥適合盛裝氧化鎵熔體。但一方面銥價(jià)格昂貴，價(jià)格是黃金的三倍，6英寸設(shè)備需要幾公斤的銥，相當(dāng)于一大塊黃金，僅坩堝造價(jià)就超過600萬，從大規(guī)模生產(chǎn)角度很難擴(kuò)展設(shè)備數(shù)量，另一方面，銥只能依賴進(jìn)口，給供應(yīng)鏈帶來很大風(fēng)險(xiǎn)。

值得關(guān)注的是，我國的深圳進(jìn)化半導(dǎo)體，日本東北大學(xué)聯(lián)合C&A公司都報(bào)道了無銥工藝，從關(guān)鍵材料端角度讓低成本氧化鎵成為可能，也推動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展進(jìn)程。