全球首块8英寸氮极性氮化镓衬底问世!九峰山实验室突破量产瓶颈

发布时间:2025-03-24 阅读量:2017 来源: 网络 发布人: wenwei

【导读】2025年3月24日,中国九峰山实验室宣布在全球半导体领域实现里程碑式突破——成功制备全球首块8英寸硅基氮极性氮化镓(N-polar GaNOI)高电子迁移率材料,键合界面良率超过99% 。这一成果不仅打破了国际技术垄断,更通过硅基衬底与CMOS工艺的深度集成,大幅降低了量产成本,为射频前端芯片、5G/6G通信、自动驾驶等前沿领域提供了高频、高功率的核心材料支撑。研究显示,氮极性氮化镓在高频段(如毫米波)的性能远超传统镓极性材料,其材料电子迁移率与可靠性均达到国际领先水平。


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氮化镓晶体结构的极性方向对器件性能和应用具有决定性影响,主要分为氮极性氮化镓和镓极性氮化镓两种极化类型。


研究表明,在高频、高功率器件领域,氮极性氮化镓相较于传统的镓极性氮化镓展现出显著的技术优势。然而,由于材料生长条件严苛、工艺复杂等瓶颈,目前全球仅有少数机构能够小批量生产2-4英寸氮极性氮化镓高电子迁移率衬底材料,且成本高昂,限制了其大规模应用。


九峰山实验室的突破性成果主要体现在以下几个方面:


首先,通过采用硅基衬底,该技术兼容8英寸主流半导体产线设备,并深度集成硅基CMOS工艺,显著降低了生产成本,同时为大规模量产提供了便利条件;


其次,材料性能得到显著提升,兼具高电子迁移率和优异的可靠性;


最后,键合界面良率超过99%,为大规模产业化奠定了坚实基础。


随着九峰山实验室在氮化镓领域的持续突破,包括全国首个100nm硅基氮化镓商用PDK平台的推出,以及20米远距无线能量传输技术的示范验证,中国在化合物半导体领域的全球竞争力正加速提升。未来,这一技术将推动卫星通信、智能家居、工业4.0等领域的革新,甚至可能重塑能源传输与低空经济的产业格局。正如实验室青年科研团队所言:“我们正站在化合物半导体改变未来的起点。”




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