我国首发氧化镓8英寸单晶美军要着急了第五代战机被打回原形

  2025年3月,杭州镓仁半导体宣告成功研宣布全球首颗8英寸氧化镓单晶,标志着我国在第四代半导体资料范畴迈入世界抢先队伍。这一打破不只打破了日本、美国等国家在氧化镓技能上的独占,更或许对全球军事科技格式发生深远影响——尤其是美军引以为傲的第五代隐身战机技能,或将因而面对“降维冲击”。

  氧化镓(β-Ga?O?)因其超宽禁带宽度(4.8 eV)、超高耐压(约8000 V)和低能量损耗等特性,被视为下一代半导体资料的中心候选。早在2022年,美国商务部便以“国家安全”为由,对氧化镓施行出口控制,以为其在军事范畴的使用潜力或许要挟美国技能优势。

  杭州镓仁半导体的打破,源于其首创的铸造法工艺。传统导模法需耗费很多金属铱(4英寸晶圆需约5 kg铱),而铸造法经过优化温度梯度与籽晶技能,将铱用量下降80%,一起削减坩埚损耗,大幅紧缩本钱。这一技能途径的工业化,使我国成为全世界仅有完结8英寸氧化镓单晶量产的国家。

  从实验室到商场,镓仁半导体的展开轨道印证了技能堆集的重要性。其团队依托浙江大学硅资料国家要点实验室,自2018年起在杨德仁院士指导下展开氧化镓研讨,2020年打破小直径晶体生长技能,随后以每年一迭代的速度完结2英寸至8英寸的跨过。

  氧化镓的军事价值,首推其在相控阵雷达范畴的颠覆性潜力。现代战机的隐身功能依赖于雷达吸波资料与外形规划,但氧化镓基器材可将雷达作业频率提高至太赫兹等级,大幅增强对隐身方针的勘探才能。

  以美军F-35战机为例,其AN/APG-81雷达选用氮化镓(GaN)组件,虽比上一代砷化镓(GaAs)功能更强,但氧化镓的耐压才能是氮化镓的3倍以上,且能耗更低。这在某种程度上预示着,搭载氧化镓雷达的战机可在更远间隔锁定方针,一起削减散热需求,提高体系可靠性。

  更要害的是,氧化镓与现有8英寸硅基产线兼容,我国可快速使用老练工业链完结规模化出产。相比之下,美国氧化镓技能虽处于研讨前沿,但受限于昂扬本钱与工艺瓶颈,没有进入量产阶段。此消彼长之下,美军五代机的技能代差优势或许被敏捷抹平。

  美国对氧化镓的警觉早有端倪。2022年8月,其工业安全局将氧化镓与金刚石列为出口控制目标,企图推迟他国技能发展。但是,我国经过自主研制绕开封闭,乃至以更低本钱完结反超。

  这一局势与当年氮化镓竞赛千篇一律。2010年代,我国在氮化镓衬底技能上首先打破,迫使美军加速推动下一代资料研制。现在氧化镓的工业化,或许迫使美国从头调整技能道路。例如,美军“下一代空中优势”(NGAD)六代机项目原计划选用氮化镓-碳化硅混合器材,但氧化镓的老练或倒逼其转向更急进的计划。

  世界商场上,氧化镓的民用远景相同宽广。高压电网、新能源轿车充电桩等范畴对其需求火急。我国若能主导规范拟定,将逐渐提高在全球半导体工业链的话语权。

  虽然氧化镓单晶制备已获得打破,但全面使用仍需霸占器材规划、封装工艺等难题。例如,氧化镓晶体易开裂的特性对加工精度提出极高要求;此外,怎么与现有氮化镓技能交融,构成“宽禁带组合”,也是后续研制要点。

  军事范畴的使用更需体系性立异。雷达体系的晋级触及算法、电源办理、散热等多个模块,氧化镓仅是其间一环。我国需加速从资料优势向配备优势的转化,防止重蹈“有技能无产品”的覆辙。

  氧化镓8英寸单晶的发布,既是我国半导体工业的里程碑,也是全球军事科技博弈的转折点。当技能优势从实验室走向战场,美军五代机的“隐身神话”或将迎来实际检测。而这场无声的比赛,终将印证一个真理:中心技能靠化缘是要不来的,唯有自主立异方能取胜未来。