随着信息通信技术向高频化发展、能源系统追求更高转换效率、智能终端性能持续升级,传统硅基半导体材料逐渐面临物理性能瓶颈。在此背景下,新型半导体材料应运而生,展现出独特的性能优势。这类材料具有优异的高频特性、出色的功率处理能力和卓越的高温稳定性,为突破现有技术限制提供了新的可能。其中,以碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)为代表的先进半导体材料,正在移动通信、电动交通工具、智能计算等关键领域展现出重要的应用价值,推动着相关产业的技术进步。
8英寸碳化硅衬底加速突围 2025年中国碳化硅产业取得重要突破,主要企业持续扩大生产规模。目前国内8英寸碳化硅基板年产能已超过200万片(等效6英寸)。 技术突破方面,天科合达采用物理气相传输法(PVT)将8英寸晶体生长周期从200小时压缩至150小时,良率提升至40%。三安光电通过掺杂氮化铝缓冲层,将微管密度降至0.5/cm²,达到国际领先水平。 12英寸碳化硅衬底:从实验室迈向商用化 天岳先进在德国慕尼黑半导体展上全球首发12英寸N型衬底,电阻率15-25mΩ·cm,位错密度≤300/cm²,首批样品已交付欧洲客户验证。中电科山西烁科晶体同期宣布研制成功12英寸高纯半绝缘及N型衬底,晶体直径偏差≤1mm,电阻率均匀性±5%。这一突破标志着中国企业在超大尺寸衬底领域实现历史性的跨越。 然而,12英寸产品的商业化应用仍存在若干制约因素。除成本问题外,产业链配套尚不完善的问题仍制约着商业化进程,例如适用于12英寸基板的外延生长设备仍处于研发阶段等。 GaN技术大发展 近年来,氮化镓(GaN)技术以其在高功率、高效率和高频率应用中的显著优势,迅速成为半导体行业的焦点。 九峰山实验室科研团队在全球首次实现8英寸硅基氮极性氮化镓(N-polar GaNOI)高电子迁移率材料的制备。该成果将助力射频前端等系统级芯片在频率、效率、集成度等方面越级提升,为下一代通信、自动驾驶、雷达探测、微波能量传输等前沿技术发展提供有力支撑。 中国氮化镓产业在市场需求带动下实现快速发展。目前,相关产业已在东部沿海形成集群效应,多家创新型企业快速成长,其产品在移动通信、消费电子和电动汽车等多个领域获得实际应用,氮化镓功率器件正逐步成为推动技术进步的重要力量。