【会员新闻】十大进展候选成果TOP30推介：镓仁半导体8英寸氧化镓单晶及衬底制备实现重大突破

        为贯彻国家创新驱动发展战略，积极培育和发展新质生产力，聚焦发掘我国第三代半导体产业重要科技进展，进一步扩大优秀科研成果的影响力和辐射面，助推优秀技术成果转化为新质生产力，实现高水平科技自立自强，赋能我国产业不断攀升全球价值链的最高端。由国际第三代半导体论坛暨第中国国际半导体照明论坛（IFWS&SSLCHINA）程序委员会倡议发起“年度中国第三代半导体技术十大进展”评选，2025年经公开征集和合规筛选，共计有效成果43项。经程序委员会专家评审投票，33项优秀成果进入终评候选成果TOP30 （不分先后）。接下来将逐一推介，敬请关注！

        ——杭州镓仁半导体有限公司

        杭州镓仁半导体有限公司实现重大突破，成为国际首家掌握8英寸氧化镓单晶及衬底制备技术的企业，仅用三年完成从2英寸到8英寸的跨越式发展，创造尺寸快速迭代的行业纪录。

        氧化镓作为超宽禁带半导体核心材料，具备4.85eV禁带宽度与8MV/cm高击穿场强，是高端功率、射频及光电器件研发的关键基础材料，但传统生长方法依赖大量贵金属、成本高昂且与主流硅基产线不兼容。公司依托独创的“铸造法”，破解单晶孪晶缺陷难题，突破多物理场耦合控制、可控掺杂等关键技术，搭建适配大尺寸生长的热场系统，实现稳定生产，兼具成本低、效率高、尺寸易放大等优势，且拥有完全自主知识产权。

        该成果填补国际大尺寸氧化镓单晶及衬底领域空白，助力我国超宽禁带半导体从“跟跑”到“领跑”，为新能源汽车快充、智能电网等领域提供关键材料支撑。

8英寸氧化镓单晶

8英寸氧化镓单晶衬底

学术价值：

        1.产品方面：8英寸氧化镓单晶及衬底属于全球首次，国际领先。

        2. 创新提出具有自主知识产权的适用于大尺寸氧化镓单晶生长的方法——铸造法。该方法不需要制作使用单晶籽晶，晶体生长过程步骤少，自动化程度高，可以通过精确的程序自动控制完成，填补了铸造法生长氧化镓单晶国内技术空白。

        3. 提出了高温热场精准构建方法，通过多层嵌套式保温层、底部加热装置、多线圈结构来调整坩埚温度分布，实现坩埚内温度梯度大小与方向的大范围实时修正，从而实现晶体生长速度的精确控制，避免晶体的多晶与开裂，有利于提升8英寸氧化镓单晶的质量与成品率。

产业价值：

        1. 8英寸氧化镓单晶产品兼容现有硅基8英寸器件产线，相比传统导模法（依赖贵金属、成本高），生产效率提升300%以上，材料成本降低60%，大幅降低下游高端功率器件、射频及光电器件的产业化门槛。

        2. 打破日本NCT等美日企业在氧化镓材料领域的垄断，当前全球市占率仅次于日本NCT，为新能源汽车快充（缩短充电时间）、智能电网（提升输电效率）、国防军工等高压高频领域提供关键国产材料支撑，保障我国半导体产业链安全。

        β-Ga₂O₃单晶及衬底国内外同类产品对比分析：（该产品在技术参数上均优于日本X公司产品）

        镓仁和日本X公司产品参数对比：日本X公司实现4英寸的量产，6英寸的研发；镓仁实现6英寸的量产，8英寸中试。镓仁8英寸氧化镓单晶衬底在技术参数上优于日本X公司的产品，可替代日本X公司进口产品，处于国际领先水平。

        第四代半导体氧化镓凭借超宽禁带宽度、超高击穿场强，所制备的功率器件具有更高耐压、更大功率及更低损耗的优势，成为极端工况（如高温、高压、强辐射）的最佳选择。应用场景覆盖国防军工、新能源汽车、高压输变电、航空航天等高压高频领域。在新能源汽车领域，可助力快充技术升级，满足车主快速补能需求；在智能电网领域，能提升输电效率，降低电力损耗；在国防军工与航空航天领域，可用于制造耐高压、耐高温的射频器件，保障极端环境下设备稳定运行，为相关领域技术突破提供关键材料支持。

        该成果凭借完全自主知识产权的“铸造法”突破大尺寸氧化镓制备核心技术，学术价值与产业价值兼具，推动我国半导体材料领域技术升级。

        ——江继伟（杭州镓仁半导体有限公司）

        授权发明专利11项（其中国内发明9项，国际发明2项），授权实用新型专利2项；申请受理发明专利18项。