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近年来,随着科技的飞速发展,半导体技术已成为现代科技的核心驱动力之一。
在这一领域,中国科研力量不断崛起,尤其在第四代半导体材料——氧化镓的研究与应用方面取得了显著进展。
2025年2月,中科院半导体所联合华为海思宣布在氧化镓晶体生长领域取得重大突破,成功制备出高质量的6英寸单晶衬底,良品率达到国际领先水平。
这一成果不仅标志着我国在超宽禁带半导体赛道实现了“换道超车”,更为未来半导体技术的发展奠定了坚实基础。
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▶ 技术突破与创新
氧化镓(Ga₂O₃)作为一种新兴的第四代半导体材料,具有禁带宽度大、临界击穿场强高、导通特性好等显著优势。
这些特性使其在高功率、高电压、高效率的电子器件应用中展现出巨大潜力。
中科院与华为海思的联合研发团队通过创新性地采用“气态微熔控制法”,成功突破了日本的技术专利壁垒。
该技术不仅提高了氧化镓晶体的生长质量和效率,还为后续的芯片制造提供了高质量的衬底材料。
此次突破的关键在于实现了氧化镓晶体的高质量生长和大规模量产。研发团队通过优化晶体生长工艺,成功制备出6英寸的单晶衬底,这在全球范围内尚属领先。
此外,该技术还具备良好的可扩展性,预计2025年末将建成首条8英寸氧化镓晶圆产线。
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▶ 性能提升与应用前景
利用该技术制成的芯片在性能上实现了质的飞跃。
实验数据显示,采用氧化镓晶体的芯片耐压值提升了3倍,功耗降低了60%。
这一性能提升不仅为芯片在新能源汽车、5G通信、智能电网等高功率应用场景中的使用提供了可能,还极大地推动了相关产业的升级与变革。
以新能源汽车为例,氧化镓芯片的高耐压特性和低功耗优势能够显著提升电动汽车的续航能力和充电速度。
此外,在5G通信领域,氧化镓芯片的高频特性能够有效提高通信设备的传输效率和稳定性。
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▶ 产业意义与未来展望
中科院与华为海思在氧化镓晶体生长领域的突破,不仅是中国半导体技术发展的重要里程碑,也为全球半导体产业格局带来了深远影响。
这一成果不仅打破了国外技术垄断,还为我国在第四代半导体领域赢得了国际话语权。
产业分析师指出,此次技术突破有望推动我国半导体产业实现从“跟跑”到“并跑”甚至“领跑”的跨越。
未来,随着氧化镓技术的进一步成熟和量产化,其在更多领域的应用将逐渐展开。
例如,在航空航天、军事雷达等领域,氧化镓芯片的高性能特性将为我国的国防科技现代化提供有力支持。
此外,随着产业链的不断完善,氧化镓技术还将推动相关上下游产业的协同发展,形成新的经济增长点。
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综上所述,中科院与华为海思在氧化镓晶体生长领域的重大突破,不仅为我国半导体产业的自主可控发展注入了强大动力,也为全球半导体技术的进步提供了新的思路和方向。
随着这一技术的不断深化和拓展,我们有理由相信,中国将在未来的半导体领域扮演更加重要的角色。