第四代半导体“狂飙”：中国 8 英寸单晶破局，万亿赛道开启

在半导体产业的宏大版图中，第四代半导体正迅速崭露头角，成为全球科技竞争的全新焦点。以氧化镓（Ga₂O₃）、金刚石、氮化铝（AlN）等为代表的超宽禁带半导体材料，正引领着一场半导体技术的新革命，其带来的不仅是性能上的飞跃，更在产业化进程中展现出巨大潜力，有望重塑全球半导体产业格局。

性能卓越：突破传统极限

第四代半导体材料的性能优势显著，以氧化镓为例，其禁带宽度高达 4.9eV，远超碳化硅（3.2eV）和氮化镓（3.39eV）。更宽的禁带宽度意味着电子需要更多能量从价带跃迁到导带，赋予了氧化镓卓越的耐高压、耐高温特性，使其在高功率、高温等极端条件下的应用具备先天优势。在新能源汽车的高压快充系统中，氧化镓器件能够承受更高的电压，有效提升充电速度，同时降低能量损耗。

在导通特性与击穿场强方面，氧化镓的表现同样出色。其导通特性约为碳化硅的 10 倍，理论击穿场强是碳化硅的 3 倍多，这使得基于氧化镓的功率器件在工作时能够实现更低的导通电阻，大幅降低能量损耗。据测算，氧化镓器件的损耗仅为硅的 1/3000、碳化硅的 1/6。在可再生能源发电领域，使用氧化镓器件可显著提高电力转换效率，减少能源在传输和转换过程中的浪费，为实现能源的高效利用提供了有力支撑。

成本优势也是第四代半导体的一大亮点。基于 6 英寸衬底的氧化镓器件成本约为碳化硅的五分之一，与硅基产品成本相当。而且，氧化镓的晶圆产线与硅、碳化硅、氮化镓的差别不大，转换成本不高，这为其大规模产业化应用奠定了坚实的经济基础。随着技术的不断进步和生产规模的扩大，氧化镓器件的成本还有望进一步降低，从而在更多领域替代传统半导体器件。