本土「8英寸硅基氮化鎵外延晶圓」又有新突破

近日，耐威科技發布公告稱，其控股子公司聚能晶源成功研製「8英寸硅基氮化鎵（GaN-on-Si）外延晶圓」，聚能晶源也因此成為截至目前公司已知全球範圍內領先的可提供具備長時可靠性的8英寸GaN外延晶圓的生產企業，但當期尚未實現量產。

圖片來源：耐威科技

耐威科技發力第三代半導體有成效

2018年，為布局並把握寬禁帶化合物半導體材料（即第三代半導體材料）產業的發展機遇，耐威科技先後投資設立了控股子公司聚能創芯和聚能晶源。其中，耐威科技持有聚能創芯35%的股權，持有聚能晶源40%的股權。

資料顯示，聚能晶源主要從事半導體材料，尤其是氮化鎵（GaN）外延材料的設計、開發、生產，主要聚焦相關材料在航空電子、5G通信、物聯網等領域的應用，完善並豐富公司產業鏈。

自成立以來，聚能晶源先後攻克了GaN與Si材料之間晶格失配、大尺寸外延應力控制、高耐壓GaN外延生長等技術難關，成功研製了達到全球業界領先水平的8英寸硅基氮化鎵（GaN-on-Si）外延晶圓。

據了解，該型外延晶圓在實現了650V/700V高耐壓能力的同時，保持了外延材料的高晶體質量、高均勻性與高可靠性，可以完全滿足產業界中高壓功率電子器件的應用需求。

耐威科技表示，在採用國際業界嚴苛判據標準的情況下，聚能晶源研製的外延晶圓在材料、機械、電學、耐壓、耐高溫、壽命等方面具有性能優勢，能夠保障相關材料與技術在5G通訊、雲計算、快充電源、無線充電等領域得到安全可靠的應用。

公告稱，本次「8英寸硅基氮化鎵（GaN-on-Si）外延晶圓」的研製成功，短期內不會對公司的生產經營產生重大影響，但有利於公司加快在第三代半導體材料與器件領域的技術儲備，有利於增強公司核心競爭力並把握市場機遇。

第三代半導體材料有何優勢？

據悉，第三代半導體材料主要包括碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）、金剛石等，與第二代半導體硅（Si）、砷化鎵（GaAs）等材料相比，第三代半導體材料氮化鎵（GaN）具有更大的禁帶寬度（>3 eV），一般也被稱為寬禁帶半導體材料。

得益於禁帶寬度的優勢，GaN材料在擊穿電場、本徵載流子濃度、抗輻照能力方面都明顯優於Si、GaAs等傳統半導體材料。

此外，GaN材料在載流子遷移率、飽和載流子濃度等方面也較Si更為優異，因此特別適用於製作具有高功率密度、高速度、高效率的功率與微波電子器件，在5G通訊、雲計算、快充電源、無線充電等領域具有廣泛的應用前景。

與此同時，將GaN外延生長在硅襯底之上，可以有效地結合GaN材料的高性能以及成熟Si晶圓的大尺寸、低成本優勢。基於先進的GaN-on-Si技術，可以在實現高性能GaN器件的同時將器件製造成本控制在與傳統Si基器件相當的程度。

因此，GaN-on-Si技術也被業界認為是新型功率與微波電子器件的主流技術。

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