想象一個場景：駕駛新能源汽車在高速服務(wù)區(qū)充電，僅僅十分鐘，電量從20%飆升至80%。車載空調(diào)全開，電機(jī)全力輸出，而電池管理系統(tǒng)穩(wěn)如泰山。這背后，是功率半導(dǎo)體在承載著數(shù)百千瓦的能量吞吐。

再想象一個場景：戈壁灘上的光伏電站，成千上萬塊光伏板將陽光轉(zhuǎn)化為電能，源源不斷并入電網(wǎng)。每一次能量轉(zhuǎn)換，都需要功率器件在高溫、風(fēng)沙侵蝕的惡劣環(huán)境中，以99%以上的效率穩(wěn)定運行十年以上。

這些場景，正在定義下一代功率半導(dǎo)體的技術(shù)邊界。站在這個邊界最前沿的，是被稱為“第四代半導(dǎo)體明珠”的材料：氧化鎵。

長期以來，大尺寸外延片的制備難題，一直是制約氧化鎵產(chǎn)業(yè)化的核心瓶頸。此前全球主流技術(shù)停留在2—4英寸水平，嚴(yán)重限制了其規(guī)?；瘧?yīng)用。

近日，記者從浙大杭州國際科創(chuàng)中心（以下簡稱“科創(chuàng)中心”）了解到，該難題被科創(chuàng)中心先進(jìn)半導(dǎo)體研究院研究團(tuán)隊突破。依托科創(chuàng)中心自主孵育的科學(xué)公司杭州鎵仁半導(dǎo)體有限公司，團(tuán)隊成功實現(xiàn)高質(zhì)量8英寸氧化鎵同質(zhì)外延生長，在全球范圍內(nèi)尚屬首次。

經(jīng)權(quán)威檢測：該8英寸氧化鎵外延片平均厚度達(dá)13.05微米，厚度均勻性優(yōu)異，表明外延生長過程具有良好的可控性與一致性。

鎵仁半導(dǎo)體的8英寸突破，將從三個層面改寫氧化鎵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展軌跡。

首先是“做大”：從2—4英寸跳到8英寸，單片晶圓能造的芯片數(shù)量翻了幾倍，成本自然就被攤薄了。氧化鎵器件終于有機(jī)會從實驗室里的“奢侈品”，變成工業(yè)界用得起的“日用品”。

其次是“做精”：這次做的同質(zhì)外延，就像在花崗巖地基上蓋石屋，嚴(yán)絲合縫，而不是像過去那樣在水泥地上蓋木屋，總有縫隙。材料缺陷少了，氧化鎵高耐壓、低損耗的性能才能真正發(fā)揮出來。

最關(guān)鍵的是“接軌”：8英寸正好是現(xiàn)在全球主流芯片產(chǎn)線的標(biāo)配尺寸。這意味著不需要為了氧化鎵重新建一條生產(chǎn)線，直接用現(xiàn)成的設(shè)備就能量產(chǎn)，將加速全球氧化鎵產(chǎn)業(yè)的技術(shù)迭代。

可以說，氧化鎵將從實驗室的“材料奇跡”，變成產(chǎn)線上可批量復(fù)制的“工業(yè)基礎(chǔ)”。從此，耐高壓、耐高溫、高效率不再是紙面上的物理參數(shù)，而是即將裝進(jìn)電動汽車、光伏電站、5G基站的真實器件。