近日，东莞市中镓半导体科技有限公司（以下简称“中镓半导体”）取得一项重大技术突破：成功攻克6英寸及8英寸氮化镓单晶衬底（Free-Standing GaN Substrate）的制备技术。该成果依托自主研发的超大型氢化物气相外延设备（HVPE）实现，这不仅填补了国际上HVPE工艺在6英寸及8英寸GaN单晶衬底领域的技术空白，更标志着我国在该领域成功抢占了技术制高点。

▲中镓半导体8英寸GaN单晶衬底

氮化镓（GaN）作为第三代宽禁带半导体的代表性材料，凭借其宽带隙、高击穿场强、高电子迁移率、优异的抗辐射能力等电学与物理特性，在消费电子、光电子、电力电子器件、通信与雷达等领域具有重要应用。大尺寸衬底支撑的同质外延生长优势，将进一步提升器件性能及拓展相关应用。

目前，业界主流的GaN单晶衬底仍处在2-4英寸阶段，其制约因素主要体现在两点：GaN单晶生长的HVPE设备通常只兼容2-4英寸衬底；异质衬底（如蓝宝石、硅）与GaN间存在晶格失配与热膨胀系数差异，导致GaN中存在难以解决的晶格应力及伴生的翘曲问题。

▲中镓半导体2-8英寸GaN单晶衬底

中镓半导体通过自主研发的超大型HVPE设备，于2024年初攻克了大尺寸GaN单晶生长中常见的开裂与翘曲难题，成功开发出6英寸GaN单晶衬底；近期更实现8英寸GaN单晶衬底的突破性开发，并通过研磨与粗精抛光工艺获得完整单晶衬底，其关键性能指标已达到国际领先水平，为大尺寸GaN进入半导体制程奠定基础。

中镓半导体相关负责人表示，GaN单晶衬底步入8英寸时代，本次突破不仅打破了国外技术垄断，更使我国在该领域掌握关键话语权，有望推动8英寸GaN单晶衬底成为国际主流工艺标准，重新定义行业新规范。

8英寸GaN单晶衬底可直接适配现有8英寸硅基半导体产线设备，显著缩短GaN on GaN器件的研发周期，同时降低产线转型成本，加速产业化进程。此外，8英寸GaN单晶衬底能提升材料利用率，单片晶圆可切割的芯片数量显著增加，从而大幅降低器件单位成本，并提高整体生产效率。

据悉，中镓半导体成立于2009年1月，是广东光大企业集团在半导体领域布局的重点产业化项目，致力于第三代半导体氮化镓研发与产业化的高新技术企业。中镓半导体掌握GaN单晶衬底制备、GaN外延生长、GaN器件制造等核心技术，并自主开发HVPE氮化镓晶体生长设备，形成核心技术壁垒。未来，该公司将以第三代半导体氮化镓材料为重点发展方向，纵向整合衬底、外延、器件技术资源，目标成为全球知名的氮化镓半导体制造商。