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018英寸！第四代半导体研究再突破3月14日，西安邮电大学宣布，该校陈海峰教授团队日前成功在8英寸硅片上制备出了高质量的氧化镓外延片。要知道，就在上个月的时候，中国电科46所成功制备出我国首颗6英寸氧化镓单晶，已经达到了国际最高的水平。这才不到一个月，记录就被咱自己给破了。
（图片来源：免费商用网站Pexels）研究上不断突破，产业端也不甘落后。A股已有多家公司抢先布局，台湾力积电也表示正在开发第四代氧化物半导体材料（氧化铟镓锌）的制程技术，有望运用在AR/VR产品上，并在明年能够小量试产。
02什么是第四代半导体？一般来说，第四代半导体材料包括氧化镓、氮化铝、金刚石等。其中，氧化镓(Ga2O3)作为第四代“超宽禁带半导体”材料，近年来尤为受到关注。
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。研究报告显示，与第三代半导体碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)相比，氧化镓的禁带宽度达到了4.9eV，高于碳化硅的3.2eV和氮化镓的3.39eV，因此氧化镓具有耐高压、耐高温、大功率、抗辐照等特性。并且，在同等规格下，宽禁带材料可以制造管芯尺寸更小、功率密度更高的器件，节省配套散热和晶圆面积，进一步降低成本。
中国科学院院士郝跃曾指出，氧化镓材料是最有可能在未来大放异彩的材料之一，在未来的10年左右，氧化镓器件有可能成为有竞争力的电力电子器件，会直接与碳化硅器件竞争。
（图片来源：免费商用网站Pexels）具体到落地领域，氧化镓最早可能会出现在快充和工业电源上。因为这类产品的市场门槛比较低，同时对可靠性有需求，而氧化镓的可靠性天然非常好。此外汽车可能会是氧化镓未来的爆发点，但不会是率先应用。其发展路径可以参照碳化硅，碳化硅最早是用在光伏逆变器、工业电源，直到特斯拉用到车上，才火爆起来。值得一提的是，碳化硅发展了40年，氧化镓用了不到10年的工夫就已经发展到了接近于碳化硅发展35年左右的进度。03突破卡脖子技术，对投资有什么影响？
一直以来，半导体都是各国科技战略的兵家必争之地。2022年8月，美国商务部产业安全局（BIS）对第四代半导体材料氧化镓和金刚石实施出口管制，认为氧化镓的耐高压特性在军事领域的应用对美国国家安全至关重要。如今我国第四代半导体技术接连突破，对我国半导体产业来说，具有重大意义。
（图片来源：免费商用网站Pexels）近年来，国产替代与自主可控一直是半导体板块的投资主线。中信证券指出我国半导体发展长期自主化并走向高端的发展方向不会改变。长期而言中国大陆有望培育出一套自给自足的产业链体系，这个过程中将蕴含诸多国产化机会。天风证券也认为半导体是战略性资产，产业链自主可控重要性凸显。从“八五”到“十四五”，我国政策持续推动半导体国产化。在新的国际环境下，为了维护我国半导体供应链安全，认为半导体设备材料等领域的国产替代比率有望持续提升。
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参考资料：半导体设备与材料2023-02-22《【氧化镓】第四代宽禁带半导体材料》36氪Pro 2022-05-30 《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》果壳硬科技2022-06-07《等这届高考生毕业，氧化镓能改变世界吗？》中信证券 2023-03-13 《电子丨美、荷或将推出政策进一步限制对华半导体设备出口，关注半导体国产化机遇》天风证券2023-03-07《半导体行业研究周报：政策预期升温，关注国产化，周期复苏，与新技术》
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