文 | 张冰冰
编辑 | 阿至
36氪获悉,镓创未来半导体科技(晋江)有限公司(以下简称「镓创未来」)近日宣布完成千万级天使轮融资,投资方包括聚卓资本--晋江人才科创基金、芯丰泽半导体和个人投资人,资金将用于外延片产能提升,加速第四代半导体材料的产业化落地进程。
「镓创未来」成立于2025年7月,专注于第四代超宽禁带半导体材料——氧化镓外延片研发与产业化,目前已具备异质外延片小批量生产能力。公司创始人团队均为微电子学与固体电子学博士,2015年开始投身于宽禁带半导体碳化硅和氧化镓材料与器件研究,在材料外延生长、掺杂及器件制备等全产业链环节积累了近10年的经验。
「镓创未来」核心产品是氧化镓外延片系列,包括氧化镓同质外延片以及异质外延片产品线,涵盖蓝宝石基、碳化硅基和硅基氧化镓外延片,可以满足不同应用场景的需求。目前已与二十余家科研机构建立合作关系,与多家半导体客户签订采购合同。
一、异质外延+自研设备,破解氧化镓产业化痛点
碳化硅、氮化镓为代表的第三代半导体材料已获广泛关注并实现应用突破。随着高功率器件性能需求的持续提升,氧化镓凭借超宽禁带、高击穿电场等优势,被视为理想的第四代功率半导体材料。
“氧化镓作为第四代半导体材料,其性能优势可以说是革命性的。”镓创未来创始人介绍,氧化镓拥有4.9eV的超宽禁带宽度,远超碳化硅的3.3eV和氮化镓的3.4eV;临界击穿电场高达8MV/cm,是碳化硅的3倍多;巴利加优值达到3444,分别是氮化镓的4倍和碳化硅的10倍。“这些参数意味着氧化镓在功率器件应用中具有极低的导通损耗,功率损耗仅为碳化硅的1/7、硅的1/49,这对于提升能源转换效率具有重大意义。”
功率转换效率的提升对新能源汽车、光伏逆变器等领域应用有着重要意义,同时,氧化镓在日盲紫外波段的响应特性填补了市场空白,并有望拓展3000V以上的超高压应用场景。
然而,优越性能的另一面是研发难度,镓创未来创始人坦言,氧化镓产业化长期以来面临衬底成本过高、外延供应不足、材料性能局限等问题。
衬底成本方面,目前氧化镓衬底生长需用到铱坩埚,由于铱等贵金属成本非常高,导致目前国产的2英寸氧化镓衬底价格仍然高达2万元左右,和同尺寸或更大尺寸的碳化硅相比,可以达到碳化硅价格的40余倍,严重制约了产业化进程。
在外延环节,国内外延产业尚属早期,现有产品存在尺寸小、厚度薄、迁移率低等问题,对应将影响产品成本、集成度、耐压可靠性、能效等指标,影响产品应用落地。
材料性能方面,氧化镓材料具有超宽禁带特性,但p型掺杂技术到目前为止仍是行业公认难题,同时材料本身的热导率也比较低,这些都大大限制了氧化镓发挥潜力。
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「镓创未来」自研HVPE设备
面对材料产业化难题及国际技术封锁,「镓创未来」选择从两条关键路径上自研突破:其一,异质外延技术路线,通过在碳化硅、蓝宝石、硅等成熟商业化衬底上生长氧化镓,将材料成本降低10倍以上。其二,自主研发HVPE设备,在实现大尺寸、厚膜、高迁移率的同时,在宽掺杂浓度范围等关键性能指标上取得突破,实现异质外延片的稳定生产。
“通过这一创新,我们不仅解决了技术难题,还实现了成本的大幅降低。”镓创未来创始人总结道。
二、聚焦高价值赛道,分阶段推进产品落地
氧化镓器件的应用场景涵盖电力电子与光电探测两大领域:在电力电子方面,可以覆盖新能源汽车(快充桩、OBC、主逆变器)、光伏逆变器及650V-3300V中高压工业电源等场景;在光电探测方面,依托日盲紫外响应特性,可以广泛应用于电网监测、消防预警、海上搜救等场景。
基于市场需求,「镓创未来」重点聚焦高价值赛道:功率器件端主攻新能源汽车800V以上高压平台车载充电器、快充桩及AI数据中心工业电源等场景;光电器件端则聚焦日盲紫外探测、深紫外光源及光通信器件等应用方向。
据市场调查公司富士经济于2019年公布的《Wide Gap 功率半导体元件》全球市场预测,2030年氧化镓功率元件的市场规模将会达到达到碳化硅的36%,甚至超过氮化镓功率元件的规模。诚然,目前氧化镓半导体材料正处于从实验室走向产业化的早期阶段,创新项目需适配研发体系与市场导入策略。
「镓创未来」采取分阶段推进策略:初期将重点服务高校和科研院所,进行材料研究和器件开发;后续将拓展与器件设计公司和IDM厂商的深度合作,推动产品在工业领域的应用;最终目标是随着技术和市场的成熟,规模化进入新能源汽车、工业电源和光伏等主流市场。
“氧化镓器件往下游走,要将其应用推广到更大的应用场景,比如新能源车充电桩和数据中心电源设备,需要一个更长期的性能和可靠性方面的验证。”镓创未来创始人认为,从终端应用反推到器件生产层面、再反推到器件设计层面、最后反推到外延层的生产方面,存在一个时间差,「镓创未来」前期首要目标还是服务好早期客户,夯实技术基础,持续提升外延层的质量和工艺水平,逐步建立并稳固下游客户群体。
产线建设方面,「镓创未来」一期项目已于2025年7月启动,目前已在晋江集成电路产业园落成超净间,主要用于氧化镓同质和异质外延产品的批量生产,为后续市场拓展提供产能保障。
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本文来自微信公众号“36氪未来产业”,作者:张冰冰,阿至,36氪经授权发布。
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