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第四代半导体来了，氧化镓能取代碳化硅？ 在数字化和智能化趋势的推动下，半导体市场的发展热度持续攀升。特别是随着量子信息、人工智能等高新技术的不断发展，半导体新体系及其微电子等多功能器件技术也在迅速更新迭代。为了满足新的高性能和低成本的需求，行业内开始关注第四代半导体，其中最引人瞩目的就是氧化镓。
这种材料具有许多优越的特性，被视为可能颠覆目前的化合物半导体市场，并让国产芯片商实现弯道超车的材料。但氧化镓也有不少挑战需要面对和克服。在这篇文章中，与非研究院将详细介绍氧化镓的优势、挑战以及市场前景。
出口管制下的半导体关键原料
2023年8月1日，中国商务部和海关总署正式对半导体原料镓和锗实施出口管制。对于这一举动，业界众说纷纭，有不少人认为这一举动是为了回应荷兰ASML对于光刻机出口的管制升级。不过就在2022年8月，美国就将高纯度的半导体材料氧化镓列入禁止对华出口管制清单中。美国商务部的工业和安全局（BIS）也宣布将能承受高温高电压的第四代半导体材料氧化镓和金刚石，以及专门用于3nm及以下芯片设计的ECAD软件纳入新的出口管制范围。
这一出口管制在当时关注的人不多，直到一年后中国将镓列入出口管制名单，业界才开始关注到第四代半导体的重要材料——氧化镓。镓和锗是半导体行业的关键原料，他们的应用广泛涵盖了第一代到第四代半导体的制造。在摩尔定律面临瓶颈的今天，具有更大禁带宽度的半导体材料如金刚石、氧化镓、AlN及BN等，其优异的物理性能有可能成为下一代信息技术的驱动力。
对于中国而言，正值半导体发展的关键时期，美方的种种制裁使得氧化镓等关键革命性材料的研究成为突破制约的关键。尽管挑战重重，但如果我们能在这次半导体技术的革命中成功，那么中国将有可能从一个制造大国一跃成为制造强国，实现真正的百年未有之大变局。这不仅是对中国科技力量的一次重大考验，更是展现中国面对全球科技挑战能力的一次重要机遇。
超越碳化硅，氧化镓的优势
氧化镓，这种第四代半导体材料，具备禁带宽度大（4.8 eV）、临界击穿场强高（8MV/cm）、导通特性好等优势。氧化镓有五种已确认的结晶形态，其中最稳定的是β-Ga2O3。其禁带宽度为4.8～4.9 eV，击穿场强高达8 MV/cm，而其导通电阻比SiC、GaN低得多，极大降低了器件的导通损耗。其特性参数巴利加优质（BFOM）高达3400，大约是SiC的10倍、GaN的4倍。 篇幅过长，仅展示部分内容 自取地址：https://www.huxiu.com/article/1901648.html?f=rss
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