重庆投资50亿建设氮化镓生产基地 实现氮化镓技术商用化

日前,某氮化镓芯片项目奠基仪式在重庆举行。该项目投资50亿元,以研发、生产全球半导体领域前沿的氮化镓外延片、芯片为主。

半导体材料发展至今已历三代:第一代半导体材料以锗和硅为代表,被广泛运用于集成电路制造领域,比如现在大家电脑和手机中的CPU和GPU就是采用硅材料制造的,美国硅谷也因"硅"而得名。

第二代半导体材料以砷化镓、磷化铟为代表,主要应用于以光发射器件为基础的光显示、光通信和光存储等光电子系统,比如高通最近就打算让自家的射频芯片采用砷化镓材料。

第三代半导体材料则以氮化镓、金刚石、碳化硅等为代表,氮化镓化学性质非常稳定,具有有宽的带隙、强的原子键、高的热导率、耐腐蚀等优点,熔点高达1700摄氏度,击穿电压高,抗辐射能力强。

重庆投资50亿建设氮化镓生产基地 实现氮化镓技术商用化

(氮化镓、碳化硅和硅材料的对比)

在传统材料的功率器件发展到材料极限,已经很难满足高频、高温、高功率、高效能、小型化等方面新需求的情况下,氮化镓则可凭借其材料特性,在光电子、高温大功率器件和高频微波器件应用方面取而代之。

具体来说,氮化镓基的LED比传统LED外形更小、功率更高、发光度更强,使其在LED电视、显示器和普通照明领域前景广阔。更关键的是,氮化镓在高频大功率应用方面,其功率密度是现有的砷化镓材料器件的10倍,采用氮化镓材料后,军用雷达的功率比传统雷达增大 5 倍,而体积却减少一半。

重庆投资50亿建设氮化镓生产基地 实现氮化镓技术商用化

这里说的采用氮化镓材料指的是有源相控阵雷达中的微波晶体管采用氮化镓材料。

像目前最先进的有源相控阵雷达,比如最新型的四代重型战斗机,不久前刚刚下水的大型驱逐舰,以及正在研制中的某型预警机上的雷达都需要氮化镓材料。而现代战争归根结底就是信息战,拥有性能更好的雷达就能率先发现敌人,率先发现攻击,实现先下手为强。

因此,无论是通信基站等商用设备,还是相控阵雷达等军事装备,氮化镓都有用武之地。

重庆投资50亿建设氮化镓生产基地 实现氮化镓技术商用化

显而易见,如果中国掌握了与氮化镓相关的技术,则意味着中国军队又可能装备更先进的相控阵雷达,这对于提升中国军事实力有着巨大的意义。

也正是因此,美国对于氮化镓高度重视,此前,中资收购飞利浦麾下的灯泡业务和收购德国爱思强公司都被奥巴马动用总统特权否决,原因之一就是中资收购的这两项业务都与氮化镓有关。

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美国空军研究实验室和国防部长办公室授予美国某公司1490万美元的合同,以进一步加强其生产基于氮化镓(GaN)半导体的工艺,将氮化镓嵌入国防系统中,为士兵提供更强的传感、通信和电子战能力。欧盟、日、韩等诸多科技公司纷纷致力于氮化镓功率器件和LED灯泡的研发和生产。

目前,国内单位已经掌握了全套氮化镓器件的制造技术,已经满足了特殊领域的需求,不过,在商用方面还力有不逮。本次50亿元的投资,则计划向商用市场进军。

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