走进位于顺义区仁和镇一间不起眼的厂房内,一台台切割、研磨、抛光机器正开足马力,在方寸之间创造着半导体材料领域的奇迹。这里是北京铭镓半导体有限公司,拥有国际最领先的氧化镓单晶生长设备、氧化镓薄膜外延生长设备,以及多种加工、测试与表征设备。在第四代半导体新材料中,氧化镓产业或将迎来爆发。该公司董事长陈政委介绍,近年来,氧化镓订单呈指数型增长,今年开年企业收到大量订单,预计将突破千万。同时,在企业周边两三公里范围内,一个基于氧化镓半导体从材料端到封装端的产业生态正在加速生长,在全国,这是独一份。
陈政委说,人工晶体好比整个芯片行业的“地基”。“我们正在做的就是制作氧化镓材料的芯片衬底,把天然高纯度粉末通过人工方式合成晶体,再切割成晶圆,再在晶圆上镀膜,抛光、清洗之后,形成电子级的衬底材料,提供给芯片设计公司进行设计、光刻、封装,从而形成各类功能芯片。”
第四代半导体材料氧化镓有何特点?陈政委表示,相比传统的碳化硅半导体材料,氧化镓的耐压更高,成本更低,节能效率也更高,以使用在新能源汽车上为例,因其电能损耗比传统的碳化硅更低,因而可以在很大程度上提高续航里程。作为国内唯一突破氧化镓衬底(010)相领军企业,铭镓半导体持续积累研发氧化镓(010)相单晶衬底,其尺寸达到26毫米×40毫米,超过日本的25毫米×25毫米,打破了行业壁垒。
陈政委拿起一块小小的氧化镓衬底成品给北青报记者展示,这白色的小方片只有指甲盖大小,“像这样的材料,此前日本出口到中国,一片就要7000元,如今国产化后降到了两三千元,成本降低了一多半”。
在应用方面,除了新能源汽车领域之外,氧化镓半导体材料能在多个领域实现应用,包括风能、光能、水能、工业机电、国防军工,以及家电领域等等。目前,氧化镓已经走到了即将产业爆发的时期,具备良好的发展前景。按照市场分析,2025年将迎来氧化镓市场爆发阶段,市场总值约280亿元。铭镓将与国际第一梯队抢占市占率,加强我国在第四代半导体的影响力。结合手头的订单,陈政委十分看好今年的发展态势:“像去年,我们的订单量只有几百万的规模,今年可能会突破千万。”
就在这家公司周边两三公里范围内,一个基于氧化镓的半导体产业生态正在逐渐形成。“我们正在与顺义区的几家企业合作,联合上游设备企业与下游器件企业共同开展研发,进一步孵化产业生产,基于氧化镓,形成从材料端到封装端的完整生态,这在全国是唯一的。我们希望未来客户能够在我们这里拿到直接可使用的成型功能模组,比如新能源汽车企业需要购置快充模组,他们不用再一家一家地去找材料、找设计,而是可以直接到我们的产业生态中购置,打通从材料端到应用端的全链条。”陈政委说。
“北京围绕前沿技术创新和未来产业发展方向,鼓励民营科技型骨干企业联合上下游、产学研力量,研究提出前沿性、颠覆性技术问题需求清单。”北京市发改委相关负责人表示,本市也正为民营经济发展打造高效协同产业生态,支持民营企业成为链主和产业链关键节点,鼓励创新链主企业和领军企业参与京津冀协同创新和产业链协作。
文/北京青年报记者 蒋若静
编辑/谭卫平