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( 四 ) 超低成本的材料技术或可帮助

36氪：化合物半导体研发有什么研究难点？
许照原：材料研发本身就很难。化合物半导体涉及到物理、化学、材料学，器件端仿真等各个领域，且只能通过实验研究，需要大量经验和积累。而新材料没有现成设备，没有合适的研发环境，要重新研发装备，建设研发环境，从零干起，难度非常大，相当于为了做一份仅知道物理特性的食物，要新建厨房，把水电气做好，保证能用还安全，再琢磨用什么方法才能把菜做出来，再根据这个方法自行开发配套的厨具，实际上到最后的长晶工艺开发环节已经是最简单的了。这里面还涉及各种材料的选择、搭配，需要对不同材料在各种温度下的变化了如指掌，才可以更好地生长。
全球科技巨头在国内建了很多的芯片厂，但从不建材料厂，因为材料端的内容非常核心，且很难通过专利保护，它类似某种炒菜手法，国外厂商不会把配方、火候等要素放到别国。目前，全世界在材料端做得最好的公司在日本。
有些材料研发起步相对容易，像宽禁带材料中的金刚石，可以通过模仿它在大自然中的形成条件，去摸索生成方法，但氧化镓在自然界中并不存在，也就无从模仿，只能像炼金术一样摸索。
不过，它的产业化就相对简单。因为作为宽禁带材料，氧化镓的芯片制造过程抗干扰能力很强，可以用GaN的现成芯片产线就可以制造氧化镓器件。实际上，国际上几乎所有的研发单位都是有GaN基础，从GaN转过来的，不用新建实验环境，直接就在之前的设备上就能做氧化镓开发。看报道，最近英国一个高校买了一台氧化镓外延设备，并预计未来几个月就可以推出第一批氧化镓器件，就是因为有现成的设备可以用。
36氪：品质提升有哪些问题要解决？
许照原：一方面是材料端要提纯，再一个就是生产条件的处理和控制，包括腔室的处理，在生产过程中载气的控制等。高温环境下，温度梯度很难控制。且腔体中通常有多种材料，不同材料在高温下也会释放一些物质。如为保持温度，腔体中还需要一些保温材料，这些材料在高温下也会发生变化，难以控制在一个较好状态，因此材料熔化容易，制造单晶晶体就难；在腔体中形成底下热、上面稍冷、中间不冷不热的临界状态是真的很难。
36氪：如何评价氧化镓材料的质量？
许照原：氧化镓材料有几个特定的评估标准。一是通过X光检测XRD测晶体质量，数据越小品质越高；其次看是不是完整单晶；三是缺陷密度，有条件可以测下腐蚀坑；我们前期对自己的材料和国外的材料做了大量的分析测试，再结合长晶工艺，每一个技术条件的变化会产生什么样的结果，我们有了很细致的研究，因此我们进化半导体才能进展如此迅速，可以说在材料性质、缺陷抑制、工艺优化等方面的认知上，我们是国内领先的。
36氪：氧化镓器件类公司在发展过程中有何难点？
许照原：器件端现在其实最稀缺的资源是产线，现在国内还没有任何一条供器件公司使用的氧化镓器件工艺线。我们公司是做材料的，设备能自己研发，成本很低，就几十万，但器件端的生产设备，很成熟的一些设备全套下来可能要五千万甚至要上亿。
36氪：氧化镓器件公司可以利用现有硅产线进行生产吗？
许照原：它可以利用现有的功率半导体产线，比如说硅基IGBT、做LED的氮化镓、做碳化硅的产线都可以改，氧化镓是特别稳定的一种材料，它很少会受到其他材料的干扰。它只在生长中容易受到干扰，在应用中反而还好一些。