[00107351]氮化镓基微电子材料与器件

　　一、项目简介

　　氮化镓（GaN）基微电子材料与器件属于战略性先进电子材料与核心电子器件领域，可广泛应用于5G通讯、雷达、新能源汽车、高铁、智能电网、消费电子等新一代信息产业的发展，具有重大应用前景和市场潜力，也是目前国家重点扶持和发展的战略核心科技与产业领域。

　　半导体研究所是国内最早开展GaN基微电子材料研发的单位，并一直在该领域起着引领、示范和带动作用。经过二十余年的自主创新，在GaN基微电子材料与器件领域取得了多项重大技术突破，形成了一系列技术成果。相关成果技术先进、成熟度高，已获得重要应用。

　　研究所利用所掌握的技术基本建成了GaN基微电子材料技术平台，并在蓝宝石、SiC和Si等不同衬底上实现了2~6英寸GaN基微电子材料的批量供片；用自主研制的GaN基微电子材料，先后合作研制出我国第一支GaN基HEMT器件、第一支GaN基X波段微波功率器件、第一块GaN基微波单片集成电路、脉冲波输出功率为176W的X波段单片集成电路、国内第一支击穿电压超过1000V的GaN基二端和三端电力电子器件等，强有力地支撑了我国新一代核心电子器件和电路的发展。相关成果获国家科学技术进步一等奖。

　　“GaN基微电子外延材料”技术是采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）方法，在蓝宝石、SiC和Si衬底上外延高性能GaN基微电子材料，材料尺寸包括2-8英寸，方块电阻不均匀性优于3%，室温二维电子气迁移率大于2000cm2/Vs。

　　“GaN基射频功率器件”主要针对5G通信等新一代信息领域应用需求，在毫米波以及毫米波以下频段研制生产输出功率大、效率高、以及性价比高的系列射频功率器件与芯片产品。

　　“GaN基电力电子器件”主要针对消费电子、新能源汽车等领域应用需求，在中压及中低压领域研制生产开关速度快、节能、耐高压系列GaN基电力电子器件与芯片产品。

　　二、技术特点

　　项目团队采用自有专利技术，可根据应用与客户要求，开发生产：

　　（1）GaN基微电子外延材料；

　　（2）GaN基射频功率器件芯片；

　　（3）GaN基电力电子器件芯片。

　　三、专利情况

　　项目团队在氮化镓微电子材料、器件和外延装备领域具有二十余年研发工作经验和雄厚的技术积累，技术成熟度高，已在该领域形成了比较完整的专利池，申请相关国家发明专利60项，已经获得授权国家发明专利38项。

　　四、应用领域及市场前景

　　GaN材料是继Si和GaAs以后，近20年内迅速发展起来的新型宽带隙第三代半导体材料，具有禁带宽度大、击穿电压高、强场漂移速度大、耐高温、抗腐蚀、抗辐照等突出优点。基于宽禁带半导体GaN基微电子材料的射频功率器件和电力电子器件可广泛应用于新一代信息产业，也是核心电子器件领域发展与应用趋势，再加上我国在该领域拥有庞大的消费群体，所以市场容量巨大。

　　高效节能的GaN电力电子器件目标客户群主要为新能源汽车、高铁、智能电网、消费电子等目前国家大力发展的重大基础产业与制造业领域，其开关速度快、效率高，可广泛替代传统硅基半导体器件，市场需求巨大。据预测到2023年我国宽禁带半导体电力电子器件应用市场规模将达到148亿，复合年增长率接近40%。

　　GaN射频电子器件的主要目标客户是5G通信基站、5G移动通信终端等相关产业群。新一代移动通信对核心射频电子器件的工作频率、输出功率和效率等提出了更高要求。基于GaN材料研制的射频电子器件，工作频率高、输出功率大、效率高、体积小，能更好的满足新一代移动通信领域的发展需求，也是行业应用与发展趋势，市场前景广阔。据预测到2023年我国GaN基射频电子器件市场规模有望达到250亿，其中新一代移动通讯基站建设与应用领域将成为主要需求来源。

　　五、合作方式

　　技术开发、技术转让、技术服务。