第四代半導體材料龍頭NCT又有新突破

作者 | 發布日期 2023 年 12 月 26 日 17:41 | 分類 企業

近日,日本NCT(novel crystal technology)公司宣布全球首次采用垂直布里奇曼(VB)法成功制備出6英寸β型氧化鎵單晶。

據了解,NCT成立于2015年6月, 是一家專注研發和生產新一代半導體技術的公司。其由Tamura Corporation和AGC等合資成立,公司的主要研究方向為氧化鎵材料。

2017年11月,NCT與TAMURA制造公司合作,成為世界上第一個使用氧化鎵外延膜,成功研制出溝槽MOS功率晶體管的公司。

2021年6月,NCT實現了全球首次量產100mm氧化鎵晶圓。

2022年,NCT與日本酸素控股旗下的大陽日酸以及東京農工大學合作,成功實現了氧化鎵功率半導體的6英寸成膜技術。而以往的技術只能在最大4英寸晶圓上成膜,NCT在世界上首次實現6英寸成膜。

出于對其先進技術的認可,一些知名企業開始給NCT投資,可以從NCT的股東列表里看到Rohm、三菱電機等大企的身影。雖然目前氧化鎵未能像碳化硅和氮化鎵被大規模商業使用,但其潛力不容小覷。

氧化鎵作為第四代半導體材料,擁有禁帶寬度大、臨界擊穿場強高、導電特性良好等特點。與碳化硅和氮化鎵相比,氧化鎵的生產過程能夠使用常壓下的液態熔體法,降低了生產成本,同時具備高質量和高產量的優勢。

在性能參數上,氧化鎵在多方面都超越了目前市場上火熱的碳化硅,尤其在禁帶寬度和擊穿場強方面表現突出,使其在大功率和高頻率應用中具有顯著優勢。因此,氧化鎵在通信、雷達、航空航天、高鐵動車、新能源汽車等領域有著巨大的應用潛力。

國際廠商短期領先,國內廠商長遠可期?

在氧化鎵這一賽道內,技術領先的企業和機構主要集中在日本、美國和中國。

日本在氧化鎵的研究和產業化方面目前處于領先地位,前文提及的NCT公司,在全球氧化鎵襯底市場中占據主導地位,供應全球近100%的氧化鎵襯底。而日本的FLOSFIA公司也在氧化鎵半導體器件的商業化方面取得了顯著進展。

美國在氧化鎵器件研究方面表現出強大的創新能力,如Kyma科技公司在氧化鎵基片、外延晶片和器件的生產上具有優勢,并且與美國國防部達成緊密的合作關系。

值得注意的是,近年來,中國的企業和研究機構在襯底和外延技術方面也取得了顯著的進展。

今年2月,中國電科46所成功制備出我國首顆6英寸氧化鎵單晶,技術達到了國際一線水平。

3月,西安郵電大學新型半導體器件與材料重點實驗室的陳海峰教授團隊成功在8英寸硅片上制備出了高質量的氧化鎵外延片。

10月,北京銘鎵半導體有限公司實現了4英寸氧化鎵晶圓襯底技術突破,推出多規格氧化鎵單晶襯底并首發4英寸(100)面單晶襯底參數。

這些進展不僅展示了中國在氧化鎵材料和器件研發方面的技術實力,也為國內氧化鎵的產業化和應用奠定了堅實的基礎。

根據FLOSFIA的預測,到2025年,氧化鎵功率器件市場規模將開始超過氮化鎵,2030年將達到15.42億美元(折合人民幣約110億元),占碳化硅的40%,是氮化鎵的1.56倍。

雖然目前國內氧化鎵相關技術在不斷取得突破,但仍與國際存在一定差距。日本、美國在晶圓襯底、外延生產、器件制造、封裝測試等方面具有較強的技術實力和競爭優勢。國內企業正視差距,通過積極布局,推動技術與產業鏈逐漸走向成熟,趕超國際龍頭或許也只是時間問題。未來,國內氧化鎵企業將大有可為?。ㄎ模杭罨衔锇雽wRick)

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