中国在氧化镓技术上再次突破，现在全球没哪个国家可以挑战中国

根据新浪财经的报道，杭州镓仁半导体宣布，他们根据自己研发的VB法长晶设备，全球第一次实现12英寸氧化镓晶体的等径生长。

这个事可不是实验室里长出一块晶体就拿出来讲故事，它真正的分量在于，这颗晶体能稳定切成做芯片能用的合格衬底。芯片得先有一片材料当底子，后面所有工序都在这个底子上做。比如长一层材料、刻线路、做器件，全得在这片材料上动手，这个就是衬底。

也就是说，12英寸氧化镓晶圆可以正式从实验室样品走向工业化量产了。

中国在氮化镓材料上，就已经占了全球主导地位。现在又实现12英寸氧化镓晶体的等径生长，这就说明我们继续把技术优势稳住了。

你要知道，氧化镓是下一代雷达的核心材料。现在全球采用氮化镓雷达的国家都还不多，中国能实现12英寸氧化镓晶体的等径生长，就等于给下一代雷达提供了材料基础。

更牛的地方还不止雷达。第四代半导体的核心代表就是氧化镓，氧化镓产品能用在新能源汽车、高压充电桩、智能电网、数据中心电源、轨道交通、6G通信、可控核聚变这些领域。

这一次中国创造了全球纪录，意思就是中国将掌握了下一代半导体产业的主导权。

全球首次实现 12 英寸氧化镓晶体的等径生长，究竟有多牛

我们把氧化镓放在炉子熔化以后，就可以得到一块晶体，这个就是籽晶，籽晶可不能变成晶圆，要把它长成晶锭才可以。

氧化镓单晶从籽晶长成一根完整的晶锭，要经过四个阶段。

第一个阶段叫引晶，就是把籽晶的底部放到氧化镓熔化以后的溶液表面上，让晶体跟着籽晶的方向开始长。这一步就是起个头，告诉晶体往哪个方向长。

第二个阶段叫放肩，晶体从脖子那里慢慢变粗，一直粗到你要的目标尺寸。这一步就是把晶体从细脖子撑到该有的粗细。

第三个阶段叫等径生长，直径到了目标尺寸就必须稳定地长，不能再变粗也不再变细。

第四个阶段叫收尾，把直径慢慢收小，让晶体和溶液分开。

这四个阶段里，真正能用的只有等径段，因为它大小一致，晶体内部也非常均匀，可以切成一片片圆形的晶圆衬底，最后进入芯片产线。

等径段越长，同一根晶锭能切出的合格衬底片就越多，每片衬底摊到的成本就越低。

所以对任何一种晶体材料来说，等径生长做得好不好，直接决定这东西能不能走向工业化。

氧化镓这种材料，给等径生长出了几道难题。它要烧到大约1800摄氏度才能化成液体。温度这么高，材料自己和你容易散掉，而且温度这么高，炉子里面也不好控制，一旦没有控制好，那就长不成。

而且它里面的热量传得慢。晶体和溶液接触的那一层，温度很难稳住。长快了，晶体容易长乱，长出别的结构。长慢了，又太费时间，产量上不来。

所以氧化镓要做到12英寸等径生长，非常难。

这次镓仁半导体最牛的就是，把12英寸直径下的氧化镓等径生长做稳定了。

他们用的是自己研发的VB法长晶设备。VB法全称垂直布里奇曼法，原理是把原料装在坩埚里熔化，然后让坩埚缓慢下降，底部先到凉的地方。底部一凉，就先从液体变成固体。

然后坩埚继续往下讲，上面还没变固体的液体，就一层一层跟着变成固体。底部先变固体，然后往上，一层一层冻住。最后整锅液体全变成固体，就成了一整根晶体。

这种方法的好处是晶体在封闭坩埚内一次成型，而且坩埚最大的特点就是晶体内部的稳定性非常好，生长的良率相对更高，更关键的是成本不高，适合做规模化生产。

但VB法要把12英寸的氧化镓等径段做稳，核心难点就在于温度控制。12英寸原料的溶液是8英寸的好几倍，对稳定的要求就非常高。

而镓仁把设备的温控精度做到了正负0.1摄氏度，这个精度意味着温度波动被压到了极小的范围内，直径可以稳定锁定在300毫米左右不再变化。有了稳定的等径段，12英寸氧化镓晶锭才真正具备了切片加工的基础。

为什么我们一定要造成12英寸的氧化镓晶圆。12英寸就是300毫米直径，这是当前全球半导体产业的主流规格。从面积上算，12英寸晶圆的面积是8英寸的2.25倍，是6英寸的4倍。在相同工艺和相同芯片尺寸的条件下，一片12英寸晶圆能产出的芯片数量是8英寸的两倍以上。换算成具体数字，一片12英寸晶圆可以切割出大约800颗芯片，而一片8英寸晶圆只能切出大约300颗。

这意味着同样做一颗芯片，用12英寸衬底的话，衬底这一块的物料成本会被摊薄很多。

更关键的一点是产线兼容性。目前全球主流的功率半导体产线，无论是硅基的还是碳化硅的，大部分都是12英寸规格。氧化镓衬底做到12英寸，下游厂商就可以直接把这些衬底送进现有的产线设备里去跑，不需要为了氧化镓专门建一条新线。只需要调整部分工艺，就能快速量产。

要知道新建一条半导体产线动辄需要几十亿甚至上百亿的投资，如果一种新材料不能兼容现有产线，下游厂商采用新材料的动力就会大打折扣。12英寸氧化镓衬底解决了这个问题，把设备投资和产线切换的成本压到了最低，这样就可以加快氧化镓的商业化落地。

对于镓仁来说，下一步就很简单了，接下来要做的是把12英寸晶锭加工成衬底片，然后在外延设备上跑出一层新的氧化镓，这层氧化镓就是用来刻芯片线路的材料，然后再送到下游客户手里通过认证。

整个流程走通之后，那么就可以大规模量产了，而氧化镓可以大规模量产，对中国来说，雷达技术就可以继续保持优势了。

氧化镓可以大规模量产，中国在雷达技术上继续遥遥领先

我们都知道，现在雷达技术的核心部件是有源相控阵雷达，这种雷达的天线阵面上排列着几千个收发组件，每个组件都独立完成信号的发射和接收。

组件的性能直接决定雷达的探测距离、看画面的清晰度和抗干扰能力。当前主流的收发组件使用氮化镓材料制造。

而氧化镓被公认为下一代雷达收发组件的核心候选材料。氧化镓的禁带宽度为4.8到4.9电子伏特，氮化镓只有3.4电子伏特。禁带宽度越大，材料能承受的电压就越高。这意味着同样尺寸的一个收发组件，用氧化镓制造的版本能输出的功率是氮化镓版本的好几倍。

根据理论计算显示，氧化镓雷达发射模块的功率密度可以做到每平方厘米10千瓦以上，探测距离能推到400-500公里，而且整个系统的体积还能缩小六成。

另外在针对隐身战机、导弹上，氧化镓雷达在400公里距离就能稳定抓住隐身目标，而氮化镓雷最多只能在300公里。

而且氧化镓还有两个氮化镓比不了的特性。第一是高温稳定性。氧化镓在高温环境下仍然能正常工作，散热需求比氮化镓低。

大家可能不知道，收发组件在高功率运行时会产生大量热量，散热能力直接决定雷达能不能持续满功率工作，而氧化镓耐高温的性能要远高于氮化镓。

第二是干扰能力，要知道，雷达能不能抵抗住敌手的电子干扰，就决定了雷达能不能持续稳定发现目标，而在这一块，氧化镓明显要比氮化镓更强。

大家都知道，中国在氮化镓有源相控阵雷达领域已经建成了全球最大规模的生产和列装体系。

你像歼-10C的KLJ-7A雷达装备了1400到1700个氮化镓收发组件，是国内首款机载氮化镓有源相控阵雷达。歼-20、歼-16、歼-35等主力战机都已经换装氮化镓有源相控阵雷达，就连055型驱逐舰和052D改进型驱逐舰也搭载了氮化镓雷达系统。

中国在氮化镓雷达上技术和量产能力上，直接甩了全球其他国家几条街。

在这个基础上向氧化镓升级，我们根本不需要从零开始建产业链，可以直接利用氮化镓时代积累的技术经验、产线设备和人才储备。所以只要搞定了12英寸氧化镓晶圆的量产，那么下一代数字阵列雷达和分布式雷达就再也没有问题了。

雷达技术发展分为机械扫描雷达、有源相控阵雷达和数字阵列雷达，现在全球其他国家大部分还是砷化镓有源相控阵，还没有大规模装上氮化镓有源相控阵，而中国的氮化镓数字阵列雷达都已经大规模用上了，现在就是要搞定氧化镓数字阵列雷达。

这也就是说。中国在氮化镓雷达上已经建立的领先优势，会在氧化镓时代继续扩大。氧化镓大规模量产之后，中国雷达技术不只是继续领先，而是把材料、产线、器件、装备四个环节连成一条完整的链条，让别人根本不可能追得上。

而除了雷达技术之外，氧化镓雷达更是下一代半导体核心材料，而中国现在已经领跑

氧化镓是下一代半导体核心材料，中国领跑将主导万亿新产业

氧化镓这东西，可是未来十年最不可缺少的 “超级材料”，说它是第四代超宽禁带半导体的代表，真的一点都不夸张。

很多人对它的印象还停留在军工雷达，但它真正的万亿级战场，早已经铺到了新能源、算力、通信甚至未来能源的每一个核心环节。

大家可能不知道，现在新能源汽车的高压电控、800V 充电桩、智能电网的输配电、数据中心的电源模块、轨道交通的牵引变流器、6G 基站的射频前端，甚至可控核聚变的脉冲电源系统，全都是氧化镓的主场。

这些场景对器件的要求高度一致，更高的耐电压能力、更低的损耗、更小的体积，而氧化镓刚好在这三个核心指标上，同时实现了对硅、碳化硅的性能碾压。

这里面最被低估的市场，就是数据中心。AI 算力现在有多耗电？一个超大型智算中心的年耗电量，堪比一座中型城市。而这么多电里，电源转换环节的损耗就占了相当大的比例，说白了就是 “电还没送到芯片，先在路上浪费了一大截”。

而氧化镓电源模块只要一落地，就可以直接能把数据中心的整体能耗拉低 10% 到 15%，电源模块的体积还能缩小 50%。这是什么概念？一个万卡级的 AI 集群，一年光省下来的电费就有大几千万，还能腾出更多空间堆算力。

说氧化镓掐住了 AI 时代的 “电闸”，真不是跨洲。

不止算力，轨道交通的牵引变流器要扛住高压大电流、6G 基站要往更高频段走、可控核聚变要承受极端的脉冲冲击，这些光靠硅和碳化硅都很难做完美。

但是氧化镓却可以直接把性能天花板往上抬一个量级。它的禁带宽度是硅的 4 倍多、比碳化硅还高近一倍。

另外，绝缘材料本来不导电。当电大到一个强度，材料内部被强电破坏，绝缘就会瞬间失效，变成能导电，产生电弧、漏电，而同样厚度的材料，氧化镓能扛的电是硅的 20 多倍。可以说氧化锆天生就是为高压、高频、高温场景而生的。

更关键的是，中国在这条赛道上的底气，从来不是只靠资源。

很多人都知道，镓是氧化镓的核心原料，中国占了全球原生镓产量的

98%，储量占全球 70%

以上。但很少有人说透：镓不是像稀土那样的独立矿产，它是铝土矿的伴生金属，储量再高，没有成熟的提取冶炼技术也拿不出来。中国的优势不只是矿多，更是从提取、提纯到深加工的全流程产能，别人想抄作业都没地方下手。

而最狠的地方在于，我们已经从

“资源优势” 做成了

“全链条闭环”。过去第三代半导体碳化硅我们还曾经被卡脖子，但是氧化镓这条线我们直接从头打通了，全球第一个实现12英寸氧化镓等径生产，资源在手里、材料技术在手里、生产设备也在手里，这就不是单点突破，这是从源头到终端的全链路自主可控。

所以别再说氧化镓是 “未来概念” 了，万亿级的新产业不是预测，是正在发生的事。别人还在纠结怎么从上游找矿、怎么买设备的时候，我们已经把整条路走通了。这才是中国在第四代半导体赛道上，最硬的底牌。