芯耀
与非AI
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作者：溪风
最近刷到一条产业消息，让人眼前一亮：武汉九峰山实验室搞出了击穿电压9.02kV的氧化镓横向 MOSFET。这数据直接把之前行业里普遍4000V以下的水平甩在身后，更关键的是器件没靠进口材料拼凑，是用国产同质氧化镓外延片做出来的。
从官方公布的参数来看，在VGS=5V、VDS=10V的条件下，器件的正向导通电流能达到120μA，这就说明，它不是只堆耐压的“纸面成果”，是真真切切能落地、有实际性能的硬家伙。这个突破使得国内在超高压氧化镓功率器件这块，总算摸到了国际先进水平的门槛。
我们先说亮点。首先是性能上的硬实力，不光耐压干到了9021V，关键参数还都达标，证明器件结构设计靠谱；其次是国产材料的自主可控，这在半导体领域至关重要，之前咱们在很多核心材料上都被别人卡过脖子，这次用纯国产外延片做出世界级成果，等于给第四代半导体的材料端打了个样；还有技术路线，团队没走行业里常见的P型氧化物老路，直接用双层源场板结构设计调通了电场分布，既发挥了氧化镓本身的高耐压优势，又躲开了老方案的坑，这思路对后续量产非常关键。
另外，九峰山在氧化镓器件的专利申请量已经是全球前列，知识产权的护城河提前挖好，而且现在还对外提供衬底、外延片和流片服务，不是把技术锁死，而是帮着行业里的其他玩家一起往前跑，这一点很加分。
MOSFET I-V特性曲线 （a）线性坐标转移特性；（b）半对数坐标转移特性；（c）反向击穿特性曲线。图片数据显示该横向MOSFET在VGS=5V、VDS=10V条件下正向导通电流达120μA，击穿电压提升至9.02 kV，验证了该结构对实现超高耐压的有效性。 图源：九峰山实验室
作为第四代半导体的核心材料，氧化镓本就天生自带优势，禁带宽度约4.8eV，击穿电场是硅的26倍、碳化硅的3倍以上，巴利加优值更是硅的3000倍以上，更难得的是，它是唯一能通过低成本熔体法生长的宽禁带半导体，理论上晶圆成本能逼近蓝宝石甚至硅，这正好能解决碳化硅一直以来的成本痛点。
翻阅了一下相关新闻，2025年至今，国内从单晶制备、外延生长到器件研发，各个环节都跑出了不少亮眼成绩。
在单晶制备上，镓仁半导体去年3月就造出了全球首颗8英寸氧化镓单晶，年底又实现了VB法8英寸单晶生长，富加镓业也联合上海光机所刷新了VB法氧化镓晶体的尺寸纪录，国内直接实现了从 6 英寸到8英寸的快速迭代；
外延生长方面，铭镓半导体的同质外延膜半高宽低至36arcsec，富加镓业的厚膜外延片迁移率达到181.6 cm²/V・s，镓仁半导体的6英寸同质外延片均匀性方差还不到1%，不管是同质还是异质外延，核心指标都达到了国际先进水平；
器件端也不示弱，苏州纳米所造出了4.3mΩ・cm² 最低比导通电阻的氧化镓晶体管，西电郝跃院士团队做出了8kV以上的氧化镓/碳化硅异质结二极管，深圳平湖实验室更是搞出了万伏级耐压的光导开关器件，从二极管到晶体管，再到光导开关，覆盖的应用场景越来越广。可以说，国内已经初步搭起了氧化镓的国产化技术体系。
但看完热闹就得冷静下来思考。眼下国内的氧化镓产业，其实正卡在一个关键的“半坡”上，一脚刚从实验室迈出来，另一脚还远没踩进产业化的大门。离真正的规模化商用，不止是“有距离”，中间还横着好几道不比当年碳化硅好跨的坎。
先说短板。最核心的就是上游材料，现在国内能做出氧化镓衬底和外延片的机构不少，但真正能稳定量产大尺寸、低缺陷、批次一致性高的产品却很少。晶体生长容易开裂、缺陷密度偏高，这些问题在实验室里能通过精雕细琢解决，可一旦批量生产，良率就不可控，直接影响下游器件的性能和可靠性，这是目前整个产业最头疼的瓶颈。
然后是器件研发，一个器件能不能真正商用，要看导通电阻、开关速度、高温稳定性等一整套参数，现在国内做的氧化镓器件，大多还是实验室里的小批量样品，能把多个参数都做到最优的中高端器件很少，更别说针对超高压电网、新能源汽车这些实际场景的定制化器件了，除了MOSFET，二极管、功率模块这些配套器件的研发也慢，整个器件体系都没建起来。
还有产业链的配套问题，这也是氧化镓和碳化硅早期一样的痛点。半导体产业是环环相扣的，材料、设备、工艺、封装、测试，哪一环掉链子都不行，但现在国内氧化镓产业就是“单点突破、整体散架”。上游做衬底和外延的企业少、产能低；中游搞器件研发的，还是科研院所和实验室为主，企业不敢轻易下场，毕竟氧化镓研发投入大、回报周期长；下游更惨，连成熟的应用场景都没有，适配氧化镓的高温封装、低损耗基板，还有专用的测试设备和行业标准，基本是一片空白。
说白了，还是上下游各玩各的，实验室的技术成果想转到生产线，还有很多工作要做。就算做出样品，后续封装、测试都找不着配套，企业的研发和生产成本直接就上去了。
再说说资本层面。前面也讲过，氧化镓就是个“烧钱赛道”，研发、量产不光要砸大量资金，还得配高端设备，而且从实验室出成果，到真正赚钱，周期特别长，投资风险也大。对比已经能部分商用的碳化硅、氮化镓，国内资本对氧化镓的热度明显低很多，除了少数头部企业和科研院所，中小微企业压根不敢碰，导致整个行业的研发力量太分散，形不成合力。
人才方面更缺，氧化镓涉及材料、物理、电子、工艺等多个跨学科领域，国内懂行的专业人才本来就少，尤其是那种既会研发、又懂怎么把实验室成果落地量产的复合型人才，更是一才难求，很多时候就是技术有了，没人能把它推出去。
最后就是应用场景，氧化镓理论上优势巨大，适合超高压输变电、航天、高能电源这些极端场景，但现在这些领域还是用硅基和碳化硅器件为主，氧化镓连大规模试用都没形成，更别说刚需了，没有应用场景，产业就跑不起来。
不过，咱话分两头说。我认为氧化镓的机遇，其实比碳化硅刚起步时要大得多。首先是换道超车的机会，硅基我们起步晚，一直在追；碳化硅我们是追赶者，氮化镓我们在部分领域并跑；但氧化镓是全新赛道，国内外的差距都不大，我们现在已经在器件研发上冲到了前面，这是咱们在半导体领域少有的能从“并跑”直接冲“领跑”的机会，错过大腿要拍肿。
其次是超高压市场的蓝海，现在新能源汽车800V、储能1500V平台把碳化硅带火了，但往上到10kV以上的智能电网、特种电源、航天设备这些场景，硅基就甭提了，碳化硅也吃力，氧化镓几乎是唯一的最优解。市场一旦起来，就是增量竞争，不是存量内卷，想象空间很大。相关市场数据我还没有查阅到，也欢迎大家分享。
说到这实在忍不住想多讲一句，最近刷到国内某企业量产出货10KV碳化硅MOS的新闻，而且宣传从预研到良率提升至80%再到量产用了不到一年时间。本我是想写的，因为我确实有很多问题和困惑想请教。但写一半思来想去还是删了，主要怕得罪人，有兴趣的朋友可以自己搜一下。
绕远了，再回到氧化镓。从国产自主可控的逻辑来说，这次九峰山用国产外延片做出突破，已经证明了路线可行。只要我们能把衬底、外延、器件、封装整个链条跑通，就能彻底摆脱对海外材料、设备和专利的依赖，这对整个国家的半导体产业安全都是大事。另外，政策和平台的红利也在释放，像武汉九峰山实验室、深圳平湖实验室这样的平台型机构越来越多，不再是零散的科研，而是开始做平台化、工程化的服务，有人做材料、有人做流片、有人做验证，产业生态已经有了雏形，这比单打独斗强太多。
写了这么多，其实我最想说的，就是氧化镓千万别重走碳化硅的老路，那些坑，能避开就一定要避开。当年碳化硅一哄而上搞扩产，低端6英寸衬底产能过剩，大家打价格战打得惨烈，高端的高质量衬底却还得依赖进口，大量钱砸在低附加值环节，高端突破反而后劲不足。氧化镓现在有突破了，对于低水平产能要保持谨慎，先把缺陷、良率、一致性做扎实，不然很快就会陷入“能做但不好用、好用但贵”的死循环。
碳化硅还有个问题，就是重材料轻器件，重研发轻应用。那时候衬底项目遍地都是，可器件设计能力跟不上，车规验证也跟不上，下游应用根本打不开，材料做得再好，没人敢用、用不起，最后还是卡在半路上。所以氧化镓企业完全可以从一开始就拉下游进场，电网、新能源、特种装备的厂商要提前参与，一起定义需求，别让技术成果停留在实验室里。
再说专利布局。你们都记得吧，碳化硅发展早期，很多机构只顾冲指标、发论文，专利布局零散，等要量产出海时，我滴孩，才发现处处被老外卡脖子。九峰山现在专利靠前开了个好头，但整个行业都得同步布局，材料、结构、工艺、封装、测试全链条都要把专利保护好，别等市场起来了再去补票。还有产学研脱节的问题，碳化硅很多成果能发论文，却过不了可靠性测试，实验室能跑通，一量产就崩，这就是没按工程化思维做研发。氧化镓从第一天起就要重视可制造性、可靠性和成本控制，别只追世界纪录，忘了产业化的本质。
另外，碳化硅后期同质化太严重，大家都挤在同一个结构、同一个电压段内卷，最后拼的是价格和账期，拼融资和现金流，不是技术壁垒，这个是最大的坑。氧化稼完全可以别都挤在同一个赛道里，有人做超高压、有人做高频、有人做特种场景，错位竞争，才能把整个蛋糕做大，让更多企业受益。
说到底，九峰山这次的突破，只是国内氧化镓产业的一个起点，不是终点。它证明了我们有能力在第四代半导体领域站到世界前列，这是确实值得高兴，但我们也得清醒地看到自己的短板，抓住换道超车的机遇，更要牢牢记住碳化硅的教训。
碳化硅用了近十年才慢慢走出阵痛，走向集中和成熟，氧化镓真没必要再走这么长的弯路。如果我们能从一开始就沉下心，不盲目扩产、不低端内卷、不重研不产、不脱离应用、不忽视专利，把材料工艺、产业链配套、应用场景一个个解决好，那么未来在全球氧化镓产业里，中国人绝对能掌握话语权。
毕竟，这一次我们起步不晚、站位不低，就看能不能走对路、走稳路，让中国的氧化镓真正从实验室走向生产线，走向全球市场。
