近日，中國陜西西安電子科技大學(xué)蕪湖研究院，成功試制國產(chǎn)化5G通訊芯片用氮化鎵材料，或許給行業(yè)帶來巨大變化。這意味著中國各大芯片企業(yè)生產(chǎn)該芯片時，有望用上國產(chǎn)材料。該項目是蕪湖大院大所合作的重點項目，西安電子科技大學(xué)蕪湖研究院依托于西電寬帶隙半導(dǎo)體技術(shù)國家重點學(xué)科實驗室，研發(fā)出全國產(chǎn)的基于碳化硅襯底的氮化鎵材料，目前在國際第三代半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域處于領(lǐng)先水平，將助力5G通信制造領(lǐng)域的國產(chǎn)化進程。

GaN是第三代半導(dǎo)體材料，在光電子、大功率器件和高頻微波器件應(yīng)用方面有著廣闊的前景。氮化鎵半導(dǎo)體材料具有寬頻隙、電擊穿場強、高熱導(dǎo)率、低介電常數(shù)、飄移速度、強抗輻射能力和良好化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)越物理化學(xué)性質(zhì)，可望成為繼第一代半導(dǎo)體硅、第二代半導(dǎo)體砷化鎵之后，制備新一代微電子器件和電路的關(guān)鍵材料，特別適合于高頻率、大功率、高溫和抗輻照電子器件與電路的研制。

GaN技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展實現(xiàn)了GaN器件在性能、能效、尺寸、可靠性、成本間的平衡，并達到一個可促進主流商業(yè)接納的價格點，推動GaN進入無線基站和射頻能量應(yīng)用等商用領(lǐng)域。堅固耐用的塑料GaN功率晶體管已經(jīng)成為一個引人注目、具有成本效益的解決方案。

據(jù)大江晚報報道，西安電子科技大學(xué)蕪湖研究院技術(shù)總監(jiān)陳興表示，研究院目前已經(jīng)掌握氮化鎵材料的生產(chǎn)和5G通訊芯片的核心設(shè)計與制造能力，下一步將盡快將這項技術(shù)商用，力爭早日推向市場。

我國及全球5G網(wǎng)絡(luò)正在大規(guī)模建設(shè)中。大數(shù)據(jù)傳輸、云計算、AI技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)，包括下一步的能源傳輸，對網(wǎng)絡(luò)傳輸速度及容量提出了越來越高的要求，大功率芯片的市場需求非常大。而硅材料的負載量已到達極限，以硅作為基片的半導(dǎo)體器件性能和能力極限已無可突破的空間。碳化硅是制造高溫、高頻、大功率半導(dǎo)體器件的理想襯底材料，也是發(fā)展第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料。它的禁帶寬度是目前主流的硅的3倍，導(dǎo)熱性能更是比藍寶石高10倍以上。在大功率工作狀態(tài)下，碳化硅在降低自身功耗的同時，更可提高系統(tǒng)其他部件的功效，節(jié)能可高達90%。

氮化鎵，分子式GaN，英文名稱Galliumnitride，是氮和鎵的化合物，是一種直接能隙（directbandgap）的半導(dǎo)體，自1990年起常用在發(fā)光二極管中。此化合物結(jié)構(gòu)類似纖鋅礦，硬度很高。氮化鎵的能隙很寬，為3.4電子伏特，可以用在高功率、高速的光電元件中，例如氮化鎵可以用在紫光的激光二極管，可以在不使用非線性半導(dǎo)體泵浦固體激光器（Diode-pumpedsolid-statelaser）的條件下，產(chǎn)生紫光（405nm）激光。

GaN材料的研究與應(yīng)用是目前全球半導(dǎo)體研究的前沿和熱點，是研制微電子器件、光電子器件的新型半導(dǎo)體材料，并與SIC、金剛石等半導(dǎo)體材料一起，被譽為是繼第一代Ge、Si半導(dǎo)體材料、第二代GaAs、InP化合物半導(dǎo)體材料之后的第三代半導(dǎo)體材料。它具有寬的直接帶隙、強的原子鍵、高的熱導(dǎo)率、化學(xué)穩(wěn)定性好（幾乎不被任何酸腐蝕）等性質(zhì)和強的抗輻照能力，在光電子、高溫大功率器件和高頻微波器件應(yīng)用方面有著廣闊的前景。

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