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在半导体材料的发展历程中，从第一代主要是硅、锗，第二代主要是砷化镓、磷化铟，第三代主要是碳化硅、氮化镓，而最新的第四代是什么呢？是氧化镓。像美国的F-22和早期的F-35战斗机的雷达，他们采用的是第二代砷化镓雷达技术。而咱们中国的歼-20、歼-35A，使用的是氮化镓技术，领先了美国一代。所以，美国目前正在将战机的雷达系统升级至氮化镓材料，以赶超中国的技术。但是，令美国没有想到的是，他又要落后了，因为中国的氧化镓应用技术又走在了世界前列。
3月5号，杭州镓仁半导体公司率先发布了世界上第一颗“氧化镓8英寸单晶”。这个成果标志着镓仁半导体成为国际上首家掌握8英寸氧化镓单晶生长技术的企业，刷新了氧化镓单晶尺寸的全球记录。
咱们实事求是的说，美国在氧化镓技术研究方面，那还是处于世界领先地位的。美国研究人员采用调制掺杂技术，显著提高了氧化镓中的电子迁移率。这使得氧化镓有望应用于高频通信系统和高能效电力电子等领域。在2022年8月的时候，美国商务部下属的产业安全局，还对第四代半导体材料氧化镓以及金刚石，采取了出口管制制措施。声称氧化镓因为其出色的耐高压性能，在军事领域的潜在应用，对美国国家安全会有重大的影响。
然而现在，中国在氧化镓材料的应用方面，却走在了美国的前面。相比硅，氧化镓虽然有“更耐高温、更耐高压、更强性能”等优点，但是它也有高熔点、易开裂等缺点，让它很难“长大”。也正是因为这个原因，在杭州镓仁半导体“造”出8英寸单晶之前，全世界范围内，主要是以2英寸、4英寸，最多是6英寸的氧化镓单晶为主。而杭州这家公司，采用了自主创新的铸造法制备，成功实现了8英寸氧化镓单晶生长，并加工出了相应尺寸的晶圆衬底。不仅如此，还可以与现有硅基芯片厂的8英寸生产线兼容，这就更加扩大了它的应用范围。
相较于碳化硅和氮化镓这两种第三代半导体材料，氧化镓展现出了它更高的禁带宽度。有一组数值能显示它的先进性：氧化镓的禁带宽度是4.9eV，远远超过了碳化硅的3.25eV，氮化镓的3.4eV。禁带宽度的数字越大，相同尺寸的雷达所能达到的发射功率就越高，从而赋予其更强的电子战能力和抗干扰能力。而且，氧化镓的损耗在理论上仅为硅的1/3000，碳化硅的1/6，氮化镓的1/3。
中国氧化镓率先进入8英寸时代，首先在产业方面具有深远的意义，尤其是大于650V的中压、高压以及特高压功率器件领域，比如新能源汽车快充、工业电源、电网高压功率模块等等，都能够广泛运用。因此，未来在国家电网、新能源汽车、轨道交通、5G通信等领域的电力电子器件里面，8英寸氧化镓单晶将会大显身手。
由于氧化镓也是潜在的高功率射频器件衬底材料，因此也必将运用到雷达系统、通信基站等军事领域。像某型预警机，原来是用的砷化镓雷达，更换氧化镓雷达之后，它的探测距离可以扩大3倍。据分析，对飞翼式的隐身轰炸机，比如说美国即将服役的B-21，它的探测距离可以扩大到200公里；而对F-22这一类第五代隐身战机的探测距离，可以达到400公里。这就意味着第五代隐身战机在氧化镓雷达面前，将被打回原形。
随着氧化镓应用技术的推进，相信我们的第五代、第六代战机的相控阵雷达，也会用上这一最新的技术成果。想想这一前景，还是非常令人欣慰的。
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