重大突破！第四代半导体，一个值得追的好故事？

作者 | 星空下的烤包子

编辑 | 菠菜的星空

熟悉半导体的朋友肯定都知道，第一代半导体是以硅、锗为主要材料，第二代是砷化镓、锑化铟，第三代则是碳化硅、氮化镓。盼望着、盼望着，第四代半导体终于来了，成为了资本市场关注的重点之一。各国也将该领域认为是国际科技战略必争高地。

资本市场上，长电科技（600584）、华天科技（002185）、中国西电（601179）等相关概念玩家都迎来了一波小春天。

中国西电股价变动

那么今天，我们就走进这兵家必争之地，看看这条赛道是真风口还是真泡沫。

科技进步，利好不断

起因还是西安邮电大学的科研团队在8英寸硅片上成功制备出氧化镓外延片。要知道，就在上个月的时候，中国电科46所成功制备出我国首颗6英寸氧化镓单晶，已经达到了国际最高的水平，而且可以用于6英寸氧化镓单晶衬底片的研制。

科研的道路就是这样，从去年的两英寸，到今年的六英寸和八英寸，一山更比一山高，强中自有强中手。

学术界有了突破，产业界就更不能坐以待毙了。展望海外，日本的新兴企业（Novel Crystal Technology）就表示积极推进配备在纯电动汽车上的功率半导体使用新一代晶圆，也就是氧化镓晶圆，公司的目标就是2025年每年生产2万枚100毫米晶圆。

以电子产业为支柱的台湾也没闲着，力积电正在开发出第四代氧化物半导体材料（氧化铟镓锌）的制程技术，有望运用在AR/VR产品上，并在明年能够小量试产。

自带王者属性

曾几何时，某手机品牌因一句“充电5分钟，通话2小时”红遍大江南北，殊不知自那以后，第三代半导体材料（氮化镓）已经成为了快充的标配。

如果你觉得氮化镓已经很厉害了，那么氧化镓的出现，更让不少科学界的朋友大大呼“自带王者属性”。

说的专业一点，就是氧化镓的禁带宽度达到了4.9eV，远高于于碳化硅的3.2eV和氮化镓的3.39eV，宽禁带意味着什么呢？意味着电子需要更多的能量从价带跃迁到导带，这样就具有耐高压和耐高温的特性。

四代半导体属性

除了有更宽的禁带，氧化镓的加工成本更低、晶体品质更好、生长速度竟然是碳化硅的100多倍。

这么好的材料，也成了科技战略博弈的主战场。这不？美国商务部就从去年8月开始，对第四代半导体材料氧化镓和金刚石进行了出口管制，材料的重要性可见一斑，漂亮国又准备在下一代半导体材料中继续“卡脖子”。

有朋友可能会关心，这么好的材料，是不是未来就能完全替代第三代半导体呢？非也，氧化镓的迁移率和导热率低，不及碳化硅和氮化镓，可能因为自热效应而性能下降。不过，以氧化镓的优异性能，在DC/DC、新能源汽车逆变器、充电桩等领域或许大展宏图更为合适，毕竟专业的材料干专业的事。

氧化镓应用领域

保持理性，不盲从

据专业机构预测，在未来10年，氧化镓器件也可能成为最有竞争力的电子器件，直接和碳化硅硬刚。预计到2030年，全球氧化镓及功率器件市场规模将达到100亿元。但目前，似乎还有些难度。虽然已经有玩家产出了晶圆，但并不意味着就已经高枕无忧了。

氧化镓的短板还是比较明显的，如脆性较大、易解理属性较强、断裂韧性较低等等，而且作为半导体行业的最上游，牵一发而动全身。

路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。不少玩家在这条路上也取得了一定的积极进展。

就比如富加镓业已推出2英寸及以下规格的氧化镓UID(非故意掺杂)、导电型及绝缘型产品。阿石创（300706）可根据客户需要为其定制化生产氧化镓及氧化镓混合物类的靶材产品。南大光电部分产品可以用于制备氧化镓。

学术圈和产业界同向发力，才能为我们在半导体上未来突破“卡脖子”，并努力实现弯道超车奠定良好的基础。

第四代半导体的较量，或许才刚刚开始。

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