莞企填补行业空白 强化芯片“地基”
南方日报讯 （记者/吴擒虎）氮化镓单晶衬底相当于芯片的“地基”，是制造高端芯片的关键核心材料。近日，东莞市中镓半导体科技有限公司（以下简称“中镓半导体”）宣布取得一项重大技术突破：成功攻克6英寸及8英寸氮化镓单晶衬底的制备技术！该成果依托公司自主研发的超大型氢化物气相外延设备（HVPE）实现，不仅填补了国际上HVPE工艺在6英寸及8英寸氮化镓单晶衬底领域的技术空白，更标志着我国在该领域成功抢占了技术制高点。
氮化镓（GaN）作为第三代宽禁带半导体的代表性材料，凭借其宽带隙、高击穿场强、高电子迁移率、优异的抗辐射能力等电学与物理特性，在消费电子、光电子、电力电子器件、通信与雷达等领域具有重要应用价值。大尺寸衬底支撑的同质外延生长优势，将进一步提升器件性能及拓展相关应用。
中镓半导体科研人员介绍：目前，业界主流的氮化镓单晶衬底仍处在2-4英寸阶段，其制约因素主要体现在两点：其一，用于氮化镓单晶生长的HVPE设备通常只兼容2-4英寸衬底；其二，异质衬底（如蓝宝石、硅）与氮化镓间存在晶格失配与热膨胀系数差异，导致氮化镓中存在难以解决的晶格应力及伴生的翘曲问题。
中镓半导体通过自主研发的超大型HVPE设备，于2024年初攻克了大尺寸氮化镓单晶生长中常见的开裂与翘曲难题，成功开发出6英寸氮化镓单晶衬底；近期更实现8英寸氮化镓单晶衬底的突破性开发，并通过研磨与粗精抛光工艺获得完整单晶衬底，其关键性能指标已达到国际领先水平，为大尺寸氮化镓进入半导体制程奠定基础。
氮化镓单晶衬底步入“8英寸时代”，将开辟新的产业发展空间。在科技创新方面，长期以来，大尺寸氮化镓单晶衬底技术主要由日本企业主导。本次突破不仅打破了国外技术垄断，更使我国在该领域掌握关键话语权，有望推动8英寸氮化镓单晶衬底成为国际主流工艺标准，重新定义行业新规范；在产业应用方面，8英寸氮化镓单晶衬底可直接适配现有8英寸硅基半导体产线设备，显著缩短GaN on GaN器件的研发周期，降低产线转型成本，加速产业化进程；8英寸氮化镓单晶衬底能提升材料利用率，单片晶圆可切割的芯片数量显著增加，从而大幅降低器件单位成本，并提高整体生产效率。