众力资讯网

中国雷达探测能力即将迎来质的飞跃,而支撑这一飞跃的,是半导体材料领域的一次硬核突

中国雷达探测能力即将迎来质的飞跃,而支撑这一飞跃的,是半导体材料领域的一次硬核突破。

9月14日,杭州镓仁半导体宣布,他们用自己的VB法长晶设备,全球第一次实现了12英寸氧化镓晶体的等径生长。外行看到“12英寸”三个字,可能觉得也就是又一项“全球首次”的新闻。

但搞半导体材料的人盯着屏幕,松一口气——这次真正值钱的不是“12英寸”,是“等径”两个字。

一根晶锭从籽晶开始长,要经过引晶、放肩、等径、收尾四道关。能送进切割机切成合格衬底片的,只有中间那段直径恒定的部分,两头全是废料。

等径段越厚,一根晶锭切出的合格片越多,摊到每片的成本就越薄。以前氧化镓的等径段只能在实验室里小打小闹,现在12英寸这个尺寸的等径段可以稳定长出来了,意味着从实验室到工业化量产的门槛被实质性跨过去了。

这件事为什么跟雷达探测能力直接挂钩。现代战斗机和舰艇上的有源相控阵雷达,核心是成千上万个叫T/R组件的收发模块,每个模块靠功率半导体芯片来产生和放大微波信号。

芯片材料越能在高压高温下稳定工作,单个模块的输出功率就越大,雷达的探测距离和抗干扰能力就越强。

目前主流用的是氮化镓,而氧化镓的禁带宽度达到4.9电子伏特,比氮化镓的3.4高出将近百分之五十,理论击穿场强是碳化硅的三倍以上。

说得直白些,同样的体积,氧化镓器件能扛更高的电压,在更强的电磁环境下不趴窝。

但氧化镓以前有个致命短板——做不大。日本的NCT等企业长期在这个领域领先,可晶圆尺寸一直卡在实验室样品级别。

做不大就贵,贵就没人用,没人用就没有产线,没有产线就更做不大。镓仁这次把12英寸打通,加上此前富加镓业也实现了12英寸氧化镓单晶制备,等于是把这个死循环的链条从中间砍断了。

产业链上的关键一环还在于兼容性。12英寸氧化镓衬底和现有成熟的12英寸硅基集成电路产线匹配度很高,下游客户不用为了一个新材枓重建整条线,现有设备稍加改造就能试器件。产线兼容这件事看起来没有“全球首次”那么响亮,但它决定了氧化镓能不能从论文里走进工厂。

中国电子报的报道里,中科院院士郝跃明确说过,氧化镓材料是最有可能在未来大放异彩的材料之一,十年左右就会直接跟碳化硅和氮化镓器件竞争。现在大尺寸衬底这个瓶颈一旦松动,后面的器件研发和产品迭代速度会跟着起来。

雷达探测能力的飞跃,从来不靠单个环节的突击。它是材料、器件、模组、系统一层层垒上去的。氧化镓衬底从实验室样品变成可量产的12英寸晶圆,等于把最底下那层地基换成了更硬的材料。地基硬了,上面能盖多高,只是时间问题。