填补半导体材料国产短板,「镓族科技」利用新的基础设施破浪而出

2020-10-12 10:06   来源: 互联网    阅读次数:3262

消费市场的不断升级和科技创新的快速发展,催生了 5G、人工智能、工业互联网等 "新的基础设施" 上下游产业,半导体市场也迎来了巨大的发展机遇。


以氮化镓(Gan) 和碳化硅(SiC) 为代表的第三代半导体和以氧化镓(Ga2O3) 和金刚石(金刚石)为代表的第四代半导体材料作为支撑 "新基础设施" 的核心材料,近年来受到越来越多的关注。


与第一代和第二代半导体材料不同,第三代半导体材料具有频率高、效率高、功率大、耐高压、耐高温、耐辐射等特点,在 5G、新能源、消费电子、航空航天等领域有着重要的应用。


第四代半导体材料体积小、能耗低、功能强,可在恶劣的环境条件下更好地应用于光电器件和电力电子器件。近年来氧化镓晶体生长技术的突破性进展极大地推动了太阳能盲紫外光电子器件和大功率电力电子器件的研究,对人民生活和国防具有重大的战略意义。


不幸的是,尽管市场需求明显,但中国逾 2 / 3 的半导体产品完全依赖进口,尤其是在高端地区,贸易壁垒更为严重。如何解决半导体材料的 "颈部危机",影响到许多中国人的心。


在日本攻读硕士学位回国的陈委员是其中一位感动的人。在他出国留学期间,陈委员的研究方向是氧化镓,日本是世界上第三代和第四代半导体材料开始研发和产业化的领先国家之一。


这一独特的经历导致陈委员决定致力于新一代超宽带隙半导体氧化镓材料的生产、学习和研究。


2017 年底,北京镓技术有限公司(以下简称镓技术)正式成立。作为国内第一家专业从事第四代(超宽带隙)半导体氧化镓材料开发和应用产业化的高科技公司,镓技术致力于开发和生产新型超宽带隙半导体材料高质量单晶和外延衬底、高灵敏度日盲紫外探测器、高频大功率器件。


陈委员说,氧化镓作为一种具有独特光电和功率特性的超宽禁带半导体材料,近年来已成为继硅之后的电力电子器件领域最有前途的材料。


他指出,目前市场上半导体材料的使用有三大难点:" 首先,由于硅功率器件转换效率低,功率损耗大;目前,在≤1700V 的中、低压市场上,硅基实施困难,碳化硅和氮化镓成本高;最重要的是,在目前的超高电压市场上,没有合适的材料可用于超高压功率器件。


镓技术开发了基于氧化镓的太阳能盲紫外探测器分立器件和阵列成像器件,为深紫外光电器件提供了很好的解决方案,能够支持非常弱的火焰和极弱的电弧实时检测,并引入了一个系统模块。


基于氧化镓的肖特基二极管是最早介入市场的氧化镓电力电子器件之一。镓家族和合作单位已经实现了 1000 V 耐压肖特基二极管模型的制造,并实现了 5000 V 耐压 MOSFET 模型的制造。



  陈政委透露,镓技术目前已申请 40 多项专利,完成了试点行业的技术、人员、硬件、软件等初步准备工作。


公司拥有厂房面积 1500 平方米,涵盖一条完整的工业试验生产线,具有研发和小批量生产能力,初步建成氧化单晶基材、氧化镓异质 / 均相外延衬底生产和研发平台。今后,将改进六个平台,如晶体生长、晶体加工、外延膜性能测试、微纳米加工、联合研究与开发。


镓技术拥有员工 30 人,占技术人员的 85%,其核心团队成员是美国、日本、德国留学博士或清华大学、南开大学等国内著名大学博士。陈光诚本人是日本佐贺大学九州同步光辐射中心的博士。他在半导体器件研究方面有长期的实践经验。


目前,镓技术主要面向 B 方市场,采用直销方式。在国内市场上,镓科技服务客户主要是高校,迄今已为国内 30 多所知名高校服务,包括中国科技大学、南方科技大学、西安电子科技大学等。


在 2019 年,镓技术开始向工业公司开放服务。现在,它已经为 100 多家从事氧化镓后端设备开发的研究机构和企业客户提供了上游物质支持,如中国电气科技公司、中国航空航天公司、国家电网公司、索斯克技术公司等。

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在国际市场上,美国、新加坡、韩国和一些欧洲国家,也有大量的需求使用。然而,由于氧化镓的生产和能源不足,国内市场仍处于供需不平衡的状态。镓技术目前只向国际市场提供样品设备。在弥补国内市场差距的基础上,Gallium 科技计划明年推出国际市场,该公司的目标是到 2021 年实现收支平衡。


近年来,在 "新基础设施" 和国内替代需求强劲的推动下,国内半导体行业的上下游厂商迎来了一个发展的窗口期。最近,一些半导体企业获得了资金支持,科技创新委员会的首次公开募股(IPO) 也实现了。


由于第三代和第四代半导体加工生产线设备要求较低,国内企业与国外领先半导体的差距小于第一代和第二代半导体,国内企业有绕行超车的机会,因此细分领域的龙头企业值得关注。


2017 年 12 月,Gallium 科技公司得到了北京三鑫创业转化投资基金提供的 2000 万元的天使式投资,并继续受到资金的关注。陈政委透露,镓技术即将完成新一轮 A 前融资,资金将主要用于生产线建设、人员成本、运营和办公、营销、消耗品能源等方面。


今后,镓技术将继续扩大氧化镓光电系统的生产、研究和开发能力,建立完整的产业链,为不同的客户需求提供合理的解决方案和产品。对于镓技术的最新发展,企业家国家将继续关注。




责任编辑:萤莹香草钟
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