功率半导体的存在感，正随着 AI 数据中心和电动车的用电曲线一起往上走。就在碳化硅刚刚坐稳高压场景主流位置的当下，被称为“第四代半导体”的氧化镓一直在旁边等一个机会。8 月 23 日，国内长晶厂商富加镓业交出了一份阶段性答卷：采用自主垂直布里奇曼法（VB 法），成功生长出 6 英寸、厚度超过 70mm 的氧化镓单晶晶锭（IT之家报道）。
事件要点
从披露的信息看，这根晶锭的三项指标都明确指向产业化：
- 厚度：经中国计量科学研究院检测，晶锭厚度平均 70.58mm、极差仅 0.12mm，已超过主流碳化硅晶锭 20–50mm 的高度。晶锭厚度直接决定单根晶体能切出多少片衬底——长晶炉开一次炉的成本是固定的，切得越多，单片越便宜，这是长晶技术成熟度与成本的核心指标。
- 结晶质量：平湖实验室的 HRXRD 双晶摇摆曲线测试显示，5 个点位半高宽（FWHM）均值 38.71 arcsec，全部低于 50 arcsec。这个数值越小，意味着晶格缺陷越少，后续外延与器件的良率基础越扎实。
- 电学性能：电阻率及其均匀性经中国计量科学研究院检测，可满足碳化硅行业对衬底的要求。电阻率影响器件的正向导通效果，其均匀性则决定了器件性能的一致性。值得玩味的是“满足碳化硅行业要求”这个表述——对标对象写得非常明白。
为什么氧化镓值得盯
把氧化镓捧上“第四代半导体”位置的，是两本账。
一本是性能账。β 相氧化镓的带隙约 4.8 eV，明显高于碳化硅的 3.3 eV 和氮化镓的 3.4 eV，击穿场强理论上可达碳化硅的近三倍。对功率器件而言，同样的耐压规格下，器件可以做得更薄、掺杂更高，导通损耗随之下降。
另一本是成本账，这也是它和碳化硅最本质的分野。碳化硅在常压下无法熔化，只能靠高温升华法一点点“熏”出晶锭，长晶速度慢、缺陷控制难，衬底昂贵是行业共识。氧化镓熔点约 1800°C，可以从熔体中直接生长，VB、导模法（EFG）等路线天然指向更低的成本曲线。这次 70mm+ 的厚度，说明熔体法路线在“尺寸—厚度—质量”这个不可能三角上开始同时收敛。
当然它也有硬伤：热导率不到碳化硅的十分之一，散热是器件与封装设计绕不开的坎；p 型掺杂几乎不可行，只能走单极型器件路线。产业界对它的定位因此相当克制——先从成本敏感、耐高压、对频率极致性要求不高的场景切入。
从实验室到产线还差什么
6 英寸这个尺寸选得很有讲究：当前碳化硅的主流衬底正是 6 英寸。尺寸对齐，意味着现有功率器件产线的设备与工艺可以以较低成本迁移，这是新材料拿到“入场券”的关键一步。
外部条件也在帮忙。镓是氧化铝生产的副产品，中国是全球最主要的镓供应方，2023 年起还对镓实施了出口管制——氧化镓是少数在上游资源端握有主动权的半导体材料。需求端同样确定：AI 数据中心的供电架构正向更高压直流演进，电动车 800V 平台持续普及，高压高效功率器件的市场是真实存在的。
但一根晶锭不等于一条产线。接下来的考验在外延均匀性、器件良率和散热方案上；日本厂商在导模法路线上起步更早，商业化竞速其实才刚开始。
简短点评
这次公布的三项指标——厚度、FWHM、电阻率——分别对应成本、质量、器件可用性，恰好是衬底产业化的三道考题。氧化镓的故事，本质是用材料性能的天花板加上熔体生长的成本优势，从下方进攻碳化硅已经占住的高地。对中国半导体产业来说，这是资源、研究与产业化方向难得对齐的一条赛道。下一个值得留意的信号，是 8 英寸晶锭和真正意义上的器件流片数据。