填補半導(dǎo)體材料國產(chǎn)短板，「鎵族科技」利用新的基礎(chǔ)設(shè)施破浪而出
消費市場的不斷升級和科技創(chuàng)新的快速發(fā)展，催生了 5G、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等 "新的基礎(chǔ)設(shè)施" 上下游產(chǎn)業(yè)，半導(dǎo)體市場也迎來了巨大的發(fā)展機遇。
以氮化鎵（Gan) 和碳化硅（SiC) 為代表的第三代半導(dǎo)體和以氧化鎵（Ga2O3) 和金剛石（金剛石）為代表的第四代半導(dǎo)體材料作為支撐 "新基礎(chǔ)設(shè)施" 的核心材料，近年來受到越來越多的關(guān)注。
與第一代和第二代半導(dǎo)體材料不同，第三代半導(dǎo)體材料具有頻率高、效率高、功率大、耐高壓、耐高溫、耐輻射等特點，在 5G、新能源、消費電子、航空航天等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。
第四代半導(dǎo)體材料體積小、能耗低、功能強，可在惡劣的環(huán)境條件下更好地應(yīng)用于光電器件和電力電子器件。近年來氧化鎵晶體生長技術(shù)的突破性進(jìn)展極大地推動了太陽能盲紫外光電子器件和大功率電力電子器件的研究，對人民生活和國防具有重大的戰(zhàn)略意義。
不幸的是，盡管市場需求明顯，但中國逾 2 / 3 的半導(dǎo)體產(chǎn)品完全依賴進(jìn)口，尤其是在高端地區(qū)，貿(mào)易壁壘更為嚴(yán)重。如何解決半導(dǎo)體材料的 "頸部危機"，影響到許多中國人的心。
在日本攻讀碩士學(xué)位回國的陳委員是其中一位感動的人。在他出國留學(xué)期間，陳委員的研究方向是氧化鎵，日本是世界上第三代和第四代半導(dǎo)體材料開始研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的領(lǐng)先國家之一。
這一獨特的經(jīng)歷導(dǎo)致陳委員決定致力于新一代超寬帶隙半導(dǎo)體氧化鎵材料的生產(chǎn)、學(xué)習(xí)和研究。
2017 年底，北京鎵技術(shù)有限公司（以下簡稱鎵技術(shù)）正式成立。作為國內(nèi)第一家專業(yè)從事第四代（超寬帶隙）半導(dǎo)體氧化鎵材料開發(fā)和應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化的高科技公司，鎵技術(shù)致力于開發(fā)和生產(chǎn)新型超寬帶隙半導(dǎo)體材料高質(zhì)量單晶和外延襯底、高靈敏度日盲紫外探測器、高頻大功率器件。
陳委員說，氧化鎵作為一種具有獨特光電和功率特性的超寬禁帶半導(dǎo)體材料，近年來已成為繼硅之后的電力電子器件領(lǐng)域最有前途的材料。
他指出，目前市場上半導(dǎo)體材料的使用有三大難點：" 首先，由于硅功率器件轉(zhuǎn)換效率低，功率損耗大；目前，在≤1700V 的中、低壓市場上，硅基實施困難，碳化硅和氮化鎵成本高；最重要的是，在目前的超高電壓市場上，沒有合適的材料可用于超高壓功率器件。
鎵技術(shù)開發(fā)了基于氧化鎵的太陽能盲紫外探測器分立器件和陣列成像器件，為深紫外光電器件提供了很好的解決方案，能夠支持非常弱的火焰和極弱的電弧實時檢測，并引入了一個系統(tǒng)模塊。
基于氧化鎵的肖特基二極管是最早介入市場的氧化鎵電力電子器件之一。鎵家族和合作單位已經(jīng)實現(xiàn)了 1000 V 耐壓肖特基二極管模型的制造，并實現(xiàn)了 5000 V 耐壓 MOSFET 模型的制造。
陳政委透露，鎵技術(shù)目前已申請 40 多項專利，完成了試點行業(yè)的技術(shù)、人員、硬件、軟件等初步準(zhǔn)備工作。
公司擁有廠房面積 1500 平方米，涵蓋一條完整的工業(yè)試驗生產(chǎn)線，具有研發(fā)和小批量生產(chǎn)能力，初步建成氧化單晶基材、氧化鎵異質(zhì) / 均相外延襯底生產(chǎn)和研發(fā)平臺。今后，將改進(jìn)六個平臺，如晶體生長、晶體加工、外延膜性能測試、微納米加工、聯(lián)合研究與開發(fā)。
鎵技術(shù)擁有員工 30 人，占技術(shù)人員的 85%，其核心團(tuán)隊成員是美國、日本、德國留學(xué)博士或清華大學(xué)、南開大學(xué)等國內(nèi)著名大學(xué)博士。陳光誠本人是日本佐賀大學(xué)九州同步光輻射中心的博士。他在半導(dǎo)體器件研究方面有長期的實踐經(jīng)驗。
目前，鎵技術(shù)主要面向 B 方市場，采用直銷方式。在國內(nèi)市場上，鎵科技服務(wù)客戶主要是高校，迄今已為國內(nèi) 30 多所知名高校服務(wù)，包括中國科技大學(xué)、南方科技大學(xué)、西安電子科技大學(xué)等。
在 2019 年，鎵技術(shù)開始向工業(yè)公司開放服務(wù)。現(xiàn)在，它已經(jīng)為 100 多家從事氧化鎵后端設(shè)備開發(fā)的研究機構(gòu)和企業(yè)客戶提供了上游物質(zhì)支持，如中國電氣科技公司、中國航空航天公司、國家電網(wǎng)公司、索斯克技術(shù)公司等。
在國際市場上，美國、新加坡、韓國和一些歐洲國家，也有大量的需求使用。然而，由于氧化鎵的生產(chǎn)和能源不足，國內(nèi)市場仍處于供需不平衡的狀態(tài)。鎵技術(shù)目前只向國際市場提供樣品設(shè)備。在彌補國內(nèi)市場差距的基礎(chǔ)上，Gallium 科技計劃明年推出國際市場，該公司的目標(biāo)是到 2021 年實現(xiàn)收支平衡。
近年來，在 "新基礎(chǔ)設(shè)施" 和國內(nèi)替代需求強勁的推動下，國內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)的上下游廠商迎來了一個發(fā)展的窗口期。最近，一些半導(dǎo)體企業(yè)獲得了資金支持，科技創(chuàng)新委員會的首次公開募股（IPO) 也實現(xiàn)了。
由于第三代和第四代半導(dǎo)體加工生產(chǎn)線設(shè)備要求較低，國內(nèi)企業(yè)與國外領(lǐng)先半導(dǎo)體的差距小于第一代和第二代半導(dǎo)體，國內(nèi)企業(yè)有繞行超車的機會，因此細(xì)分領(lǐng)域的龍頭企業(yè)值得關(guān)注。
2017 年 12 月，Gallium 科技公司得到了北京三鑫創(chuàng)業(yè)轉(zhuǎn)化投資基金提供的 2000 萬元的天使式投資，并繼續(xù)受到資金的關(guān)注。陳政委透露，鎵技術(shù)即將完成新一輪 A 前融資，資金將主要用于生產(chǎn)線建設(shè)、人員成本、運營和辦公、營銷、消耗品能源等方面。
今后，鎵技術(shù)將繼續(xù)擴(kuò)大氧化鎵光電系統(tǒng)的生產(chǎn)、研究和開發(fā)能力，建立完整的產(chǎn)業(yè)鏈，為不同的客戶需求提供合理的解決方案和產(chǎn)品。對于鎵技術(shù)的最新發(fā)展，企業(yè)家國家將繼續(xù)關(guān)注。
