晶圆成本仅为碳化硅10%，四代半导体材料距离商业落地还有多远？｜36氪专访( 三 ) 超低成本的材料技术或可帮助

日盲紫外波段的光线无法透过大气层，会被大气层直接吸收。一旦在大气层中探测到这种光线，那么它要么来源于闪电，要么来源于导弹，要么来源于战斗机，可以用该材料当作军用光线探测器。此外，在电站、加油站等场景，故障早期出现电晕放电情况时也会发出这种紫外的光，如果状况继续恶化的，它就开始发热并变成红外的光，相当于可以用氧化镓防患于未然，不过能用做这种探测的材料还蛮多的，比如氮化铝、碳化硅，氧化镓在这个应用可能还需要进一步证明它的不可取代性，不像功率领域这么简单明了。
业界对氧化镓的的开发更多还是在功率器件上，基本上80%的研究单位都在朝着功率器件的方向发展。
36氪：氧化镓具备什么材料特性，让它具备用于功率器件的潜力？
许照原：市场对于功率更高、损耗更低、成本更低、性能更好的器件的追求是永无止尽的。
功率半导体最看重的是击穿场强、导通电阻、迁移率、介电常数等参数，禁带宽度更宽的材料，天然具有更耐高温、耐辐射、耐高压、导通电阻低的特点。氧化镓的禁带宽度为4.9eV ，而氮化镓为3.39eV ，碳化硅为3.2eV ，硅为1.1eV；在耐压能力上，氧化镓、氮化镓、碳化硅、硅的击穿场分别为8、3.3、2.5、0.3MV/cm；在评估材料特性的巴利加优值BFOM上，氧化镓、氮化镓、碳化硅、硅分别为3440、536、344、1 ，数值越大，导通特性就越好；不过在散热率上，氧化镓的热导率仅0.27w/cm·k ，要低于氮化镓（2.1w/cm·k）、碳化硅（2.7w/cm·k）、硅（1.2w/cm·k），现在工业界通过封装已经搞定散热，效果很好，所以现在基本上行里人也没有人再提热导率的事儿了。

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氧化镓材料研究走到哪一步？
36氪：目前全球氧化镓材料研究走到了哪个进度？
许照原：这个材料特别难，直到现在，全球仅日本实现了量产。因为这个材料熔点高， 1800度，还需要有氧环境，单独实现某一个还好，比如高温，碳化硅需要2300度高温，也能很好实现，但是有氧就不好办了，整个技术体系都要更换，设备要改，热场要改，保温材料，加热材料，坩埚材料，全都要换，重新摸索。那研发这个材料就需要很强的设备能力，也需要长晶基础，熟悉各种长晶工艺，再用极大的耐心去实验。
日本将氧化镓的衬底、外延、器件全都研究了一遍，并且已经实现了6英寸衬底和6英寸同质外延，这什么意思呢，就是不到十年的时间，已经追上了碳化硅四十年的进度，这就是熔体法带来的好处。他们很早就验证出这个材料在功率领域很好用，此后更多的人觉得这个材料挺好的，开始大规模采购日本的材料，一起在器件端探索，开发出新的更好规格的器件。目前，日本有两家氧化镓公司，都是从材料做到器件的IDM企业，一家公司融资了11轮，但未向市场售卖材料和器件；另一家日本公司NCT在全球市场占有率接近100% ，供给了市面上几乎所有的氧化镓材料，他们用的是导模法，也就是用铱的，未来几年很快就要被淘汰掉，所以我猜他们肯定也在谋求新技术路线。他们的外延是做得最好的，领先我国很多。
在一些特定领域里，我们看到的报道是说日本已经与客户完成了初步验证，效果很好，计划从小规模实验准备转入量产阶段，预计在2023年量产。
现在大家都只知道他们用在工业，但是不知道到底在哪个场景用的，也没办法去推算特定的规格来进行同步定制的开发。只有等到它真正批量应用之后，我们才能看到它还有这样的市场，再去追随跟进了。