日前，西安邮电大学陈海峰教授团队成功在8英寸硅片上制备出了高质量的氧化镓外延片，这一成果标志着该校在超宽禁带半导体研究上取得重要进展。
氧化镓是一种新型超宽禁带半导体材料，是被国际普遍关注并认可已开启产业化的第四代半导体材料。
第一代半导体指硅(Si)、锗(Ge)等元素半导体材料；第二代半导体指砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)等具有较高迁移率的半导体材料；第三代半导体指碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等宽禁带半导体材料；第四代半导体指氧化镓(Ga2O3)、金刚石(C)、氮化铝(AlN)等超宽禁带半导体材料，以及锑化镓(GaSb)、锑化铟(InSb)等超窄禁带半导体材料。
与碳化硅、氮化镓等第三代半导体相比，氧化镓的禁带宽度远高于后两者，其禁带宽度达到4.9eV，高于碳化硅的3.25eV和氮化镓的3.4eV。而氧化镓的击穿场强理论上可以达到8eV/cm，是氮化镓的2.5倍，是碳化硅的3倍多。
从功率半导体特性来看，与前代半导体材料相比，氧化镓材料具备更高的击穿电场强度与更低的导通电阻，从而能量损耗更低，功率转换效率更高。相关统计数据显示，氧化镓的损耗理论上是硅的1/3000、碳化硅的1/6、氮化镓的1/3。
第四代超宽禁带材料在应用方面与第三代半导体材料有交叠，主要在功率器件领域有更突出的应用优势。第四代超窄禁带材料的电子容易被激发跃迁、迁移率高，主要应用于红外探测、激光器等领域。
另外，氧化镓具有良好的化学和热稳定性，成本低，制备方法简便、便于批量生产，在产业化方面优势明显。
氧化镓性能优势显著，但仍存在明显短板和应用瓶颈。氧化镓热导率仅为碳化硅的十分之一，是硅的五分之一。这也就意味着以氧化镓为材料基础的半导体器件存在着很大的散热难题，业界也一直在寻求更好的方法去优化和改善这一问题。
政策方面，我国对氧化镓的关注度也不断增强。早在2018年，我国已启动了包括氧化镓、金刚石、氮化硼等在内的超宽禁带半导体材料的探索和研究。2022年，科技部将氧化镓列入“十四五”重点研发计划。
第四代半导体全部在我国科技部的“战略性电子材料”名单中，很多规格国外禁运、国内也禁止出口，是全球半导体技术争抢的高地。第四代半导体核心难点在材料制备，材料端的突破将获得极大的市场价值。
国内氧化镓材料研究单位主要包括中电科46所、深圳进化半导体、上海光机所、镓族科技、铭镓半导体、富加镓业等。此外，数十家高校院所积极展开氧化镓项目的研发工作，积累了丰富的技术成果。
氧化镓产业化也在进行中。2022年6月30日，铭镓半导体完成近亿元A轮融资，融资将主要用于氧化镓项目的扩产与研发，预计2023年底将建成国内首条集晶体生长、晶体加工、薄膜外延于一体的氧化镓完整产业线。
氧化镓产业链：氧化镓衬底和外延环节位于功率器件的产业链上游。类比碳化硅产业链，价值集中于上游衬底和外延环节：1颗碳化硅器件的成本中，47%来自衬底，23%来自外延，衬底+外延共占70%。随着氧化镓的成本进一步降低，衬底占比会比SiC小得多。
日本氧化镓领域知名企业FLOSFIA预计，2025年氧化镓功率器件市场规模将开始超过GaN，2030年达到15.42亿美元（约人民币100亿元），达到SiC的40%，达到GaN的1.56倍。（注：FLOSFIA预测的数据比Yole预测的偏保守，Yole预测2027年碳化硅功率器件市场容量62.97亿美元，FLOSFIA预测2030年38.45亿美元。）
氧化镓在射频器件的市场容量可参考碳化硅外延氮化镓器件的市场。SiC半绝缘型衬底主要用于5G基站、卫星通讯、雷达等方向，2020年SiC外延GaN射频器件市场规模约8.91亿美元，2026年将增长至22.22亿美元（约人民币150亿元）。
目前我国从事氧化镓研发的企业还较少，其中A股中涉及该业务的企业不足10家，主要包括新湖中宝、中瓷电子、南大光电、三安光电等。
新湖中宝(600208.SH)持股杭州富加镓，专业从事氧化镓单晶材料设计、模拟仿真、生长及性能表征等工作，形成了较鲜明的特色和优势。
中瓷电子(003031.SZ)控股股东中国电科经过多年氧化镓晶体生长技术的探索，采用导模法成功制备出高质量氧化镓单晶。近期，中国电科13所正将氮化镓通信基站射频芯片业务注入上市公司。
三安光电(600703.SH)子公司湖南三安致力于第三代化合物半导体碳化硅及氧化镓材料、外延、芯片及封装的开发。
南大光电(300762.SZ)在互动平台表示，公司三甲基镓产品可以作为生产氧化镓的原材料。
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