2026年6-7月,超宽禁带半导体迈入“材料突围、装备自主与多场景渗透”的深水区。

金刚石:散热与装备双轮驱动。散热端,科之诚、云天半导体等破解算力芯片封装瓶颈,厦大实现百纳米级裂纹控制;装备端,哈工大自研设备打破大尺寸制造壁垒,Element Six攻克3英寸晶圆级工艺;应用端,日本推动功率器件实用化,美国拓展量子传感新窗口。

氧化镓:超大尺寸与极限耐压领跑。镓仁建成全球首条6/8英寸同质外延量产线并批量供货,富加镓业率先实现(011)面2英寸衬底供应及12英寸外延,平湖实验室攻克无金低阻接触与原子级平坦化,国镓晶谷制备6英寸单晶,国产化全面突围。

氮化铝:性能与知识产权并蓄。深圳平湖实验室刷新功率器件全球纪录,晶镓半导体成为全球唯一兼具GaN与AlN自主知识产权衬底厂商,双线并进抢占制高点。

金刚石

装备及材料、器件突破

哈工大朱嘉琦团队:自研MPCVD设备产出8英寸金刚石,破国外技术封锁

哈工大朱嘉琦团队,自主研制大功率微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)装备,突破大尺寸高纯度金刚石晶体生长技术,实现从装备到晶体生长、器件加工、场景应用的全链条自主可控,打破国外技术封锁。

团队提前布局MPCVD路线,目前已稳定产出8英寸金刚石晶圆,研发的金刚石铜复合基板、纯金刚石基板散热效率远超传统铜材,可破解高端芯片散热瓶颈。

信息来源:
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Element Six与Orbray联合宣布建立3英寸晶圆级单晶金刚石可重复制造工艺

6月16日,英国Element Six(E6)与日本Orbray联合宣布成功建立3英寸晶圆级单晶金刚石可重复制造工艺,正推进4英寸产品开发,面向外延生长和热管理的2英寸晶圆已接近定型,部分进入量产准备阶段。此次突破标志着产业从“实验室材料”向“工业化晶圆”迈进。

Orbray采用Step-Flow异质外延技术,通过在带倾角蓝宝石衬底上构建台阶实现金刚石横向生长,可缓解应力、减少缺陷、降低成本,适配规模化制造。E6则依托自身在CVD金刚石领域的技术积累,布局热管理、量子技术、半导体材料平台三大方向,与Orbray合作打造面向功率电子、6G通信等领域的金刚石晶圆平台。

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https://mp.weixin.qq.com/s/_5s7EHrmNHVXdgc2kpiYeg

日本早稻田大学:金刚石MOSFET的降压变换器首次实现连续运行

日本早稻田大学联合Power Diamond Systems、九州工业大学等团队在2026 IEEE APEC会议上发表论文,首次实现基于金刚石MOSFET的降压变换器连续运行,标志金刚石功率器件从器件验证迈向系统级应用验证。

本次研究采用氢终端二维空穴气金刚石MOSFET,通过和硅MOSFET级联实现常关型工作,搭建的非同步降压变换器在48V输入下可稳定输出24V电压,200kHz-400kHz频率范围内连续运行,开关速度达纳秒级,原型效率超90%。研究团队预测,后续通过同步整流、优化器件结构与参数,效率有望提升至98.2%,达到当前先进SiC、GaN器件水平,未来可助力电力电子系统小型化、高功率密度化发展。

信息来源:
https://mp.weixin.qq.com/s/vz36l-OPseLGLYhY_il9mg

金刚石热管理

斯坦福&卡内基梅隆大学发布新成果:金刚石+AlN双向散热攻克GaN散热难题

斯坦福、卡内基梅隆等高校联合团队针对高功率GaN超晶格城垛式场效应晶体管(SLCFET)的散热瓶颈,提出AlN高热导缓冲层+顶部多晶金刚石覆盖层的双向协同散热方案。研究显示,2.2μm厚AlN缓冲层热导率达223W/m·K,是传统AlGaN缓冲层的5-6倍,仅替换缓冲层即可让器件热阻降低1.66倍,叠加顶部金刚石层后热阻从29mm·℃/W降至11.9mm·℃/W,降幅达2.44倍,且AlN厚度增加仍有散热增益,金刚石则提供横向热扩散路径形成互补。

该研究突破了单一材料散热优化的局限,凸显热管理已成为决定GaN射频器件功率上限的核心技术。

信息来源:
https://mp.weixin.qq.com/s/AwJk81AfpBE8zcy5s44zDg

麻省理工:GaN嵌入式金刚石中介层,放大器性能创纪录

MIT团队将氮化镓晶体管dielet嵌入单晶金刚石超薄中介层中,通过飞秒激光加工金刚石基板、精准贴合热界面薄膜实现高效导热,让氮化镓与硅器件工作温度一致,提升异构集成芯片可靠性。该方法解决了高功率氮化镓芯片的局部过热难题,同时规避了传统金刚石散热工艺带来的寄生电容问题。

该技术可应用于高功率雷达、空间通信、工业无人机、数据中心电源转换等领域,且工艺具备商业化量产条件。

信息来源:
https://mp.weixin.qq.com/s/JuUFR2BYPS1irImzgAs2BQ

哈工大朱嘉琦:成功实现GaN基厚膜金刚石高温稳定生长

哈工大朱嘉琦团队针对GaN上直接生长金刚石时GaN易被氢等离子体侵蚀退化、热膨胀失配导致金刚石膜剥离的行业难题,创新性提出SiNx/Si双中间层结构,底层SiNx阻隔氢等离子体保护GaN,顶层5nm超薄Si层提升碳成核密度与界面结合力,成功在820℃条件下连续沉积50小时,制备出约50μm厚的高质量多晶金刚石膜,薄膜相纯度高、界面无损伤剥离、Ga元素无扩散,化学稳定性优异,首次实现GaN表面厚膜金刚石在高温沉积下的稳定生长,为高功率GaN-on-diamond器件热管理提供了全新技术路径。

信息来源:
https://mp.weixin.qq.com/s/Z3NnE2KXZtNX2QAazXY-zw

郑州大学等团队:实现高质量β-Ga2O3/金刚石异质集成

郑州大学、河南省科学院、北京大学等团队针对超宽禁带半导体β-Ga2O3热导率低限制高功率器件应用的痛点,提出镓辅助外延策略,在金刚石表面实现高质量β-Ga2O3外延生长。该工艺中高温下镓诱导金刚石局部石墨化并暴露新鲜表面,后续氧化转化为β-Ga2O3,界面处氧原子与碳原子形成C-O共价键,无多余中间层,界面断裂强度超2.09GPa,β-Ga2O3薄膜热导率达9.0W·m-1·K-1,β-Ga2O3/金刚石界面热边界电导达165.4MW·m-2·K-1,热阻仅6.05m2· K· GW-1,还首次发现约60meV的界面声子模式充当“声子桥梁”提升热输运效率。

该成果同时解决了异质界面结合强度与热传导效率难以兼顾的问题,为氧化镓功率器件突破散热瓶颈、超宽禁带半导体与金刚石异质集成提供了新路径。

信息来源:
https://mp.weixin.qq.com/s/tmT9Q9EsPwrqwKXVTEBrAg

云天半导体携手厦门大学、华为攻克金刚石散热晶圆键合难题

云天半导体联合厦门大学、华为发布4英寸多晶金刚石晶圆集体键合技术突破。针对硅与金刚石异质集成难量产的问题,团队创新采用低温集体Die-to-Wafer键合工艺,通过临时键合将金刚石晶圆翘曲降低67%,结合等离子体活化与金属纳米层实现低温大面积键合,一次性完成65颗硅芯片一体化集成,界面热阻表现良好且通过多项严苛可靠性测试。

该成果为金刚石散热材料规模化应用奠定基础。

信息来源:
https://mp.weixin.qq.com/s/e3Z65aUFFO4AscSfu_qftw

科之诚:功能化金刚石基板落地顶尖微电子封装科研院所,破解算力芯片先进封装散热瓶颈

河南科之诚自主研发的热导率超1300W/(m·K)的功能化金刚石散热基板实现科研级批量交付,已应用于国内顶尖微电子封装科研院所,服务Chiplet、2.5D/3D堆叠等AI算力芯片先进封装研发。该产品依托大尺寸MPCVD金刚石沉积、超薄精密研磨及金属化一体化工艺打造,热膨胀系数与硅芯片匹配,可满足先进封装的平整度、键合精度等要求,经测试能有效降低芯片热点温度与温度梯度,减少界面脱层、焊点失效风险,提升芯片运行稳定性与可靠性,还可支撑新型封装材料、架构的研发验证。

信息来源:
https://mp.weixin.qq.com/s/iaWwpgOyqMKebbiFQp6yFw

厦大团队:攻克金刚石微通道加工难题,裂纹控制至百纳米内

厦门大学洪明辉团队针对金刚石微通道加工的裂纹难题,创新采用红外光热辅助纳秒激光烧蚀工艺,将加工产生的微裂纹宽度控制在100纳米以内,较传统纳秒激光法的1-5微米降低一个数量级,同时微通道烧蚀深度最高提升67.5%,散热效率提高24.7%。该技术解决了现有金刚石微通道制备中薄膜沉积难做高深宽比结构、反应离子刻蚀效率低、常规激光加工裂纹破坏导热性、镀金抑裂成本高的痛点,为金刚石基高功率电子器件提供了高可靠热管理方案。

信息来源:
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量子与传感

美国纽约州立大学布法罗分校团队:金刚石量子传感技术,为新型磁性材料研究打开新窗口

美国纽约州立大学布法罗分校团队提出基于金刚石氮-空位(NV)中心的量子传感探测方案:将含NV中心的金刚石置于待测材料旁,通过操控NV中心电子自旋方向、测量其弛豫时间变化,若材料存在交错磁性的特殊自旋结构,NV中心不同方向的弛豫速度会出现显著差异,可作为交错磁性的判定依据。该技术具备非侵入性优势,不会扰动材料天然磁性,相关成果已发表于《Physical Review Letters》。

信息来源:
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项目建设

惠丰钻石(包头)有限公司CVD金刚石项目成功投产

7月1日,惠丰钻石包头CVD金刚石产业化项目正式投产。该项目位于内蒙古包头市昆都仑区,总计划投资10亿元,是惠丰钻石近年来围绕CVD金刚石功能材料布局的重要产业化项目。随着项目投运,公司在CVD金刚石热沉材料、半导体功能材料以及培育钻石等领域的制造能力进一步完善,也意味着国内金刚石功能材料产业链新增一处规模化生产基地。

信息来源:
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氧化镓

【装备及器件进展】

富加镓业:装备—衬底—外延全链条刷新尺寸纪录

杭州富加镓业近期在氧化镓领域接连取得突破,实现了从晶体生长装备到衬底、外延的全链条技术领先,多次刷新全球尺寸纪录。

装备:自研VB法装备首炉即长出完整氧化镓单晶并通过客户验收。2025年9月至2026年3月,先后实现6英寸、8英寸、12英寸VB法单晶突破,均为国际首创;EFG法装备具备“一键长晶”功能,覆盖2-8英寸。

衬底:国际首发(011)面2英寸氧化镓衬底并批量供货,晶体质量优异(HRXRD半高宽16.2角秒),可降低器件漏电与击穿风险,适用于高耐压功率器件及深紫外探测器。

外延:国际首次将MOCVD外延从8英寸拓展至12英寸,厚度均匀性优于6%。此前8英寸外延片性能已达器件级(粗糙度<1nm,半高宽64.8弧秒)。12英寸外延使单片器件产出提升2.25倍,显著降低成本。

信息来源:
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镓仁半导体:铸造法全链条自主可控,氧化镓产业化屡创突破

杭州镓仁半导体依托自主研发的铸造法长晶技术,构建起“单晶—衬底—外延”全链条自主可控体系,近期在衬底供应、外延量产、器件验证及新品开发等方面连续取得里程碑式成果,有力推动了氧化镓产业的国产化进程。

衬底:自研铸造法大幅降低贵金属铱用量,晶体生长效率提升至导模法的10倍以上,衬底出片量提升3-4倍、单片成本降低80%以上。高质量衬底已稳定批量供应德国氧化镓外延头部企业NextGO.Epi,XRD半高宽小于90 arcsec,在其衬底上生长的外延片(100)面迁移率达140 cm2/Vs、(010)面达135 cm2/Vs,性能稳定可靠。此外,公司还推出光导开关专用半绝缘衬底,电阻率超1×1011 Ω·cm,表面粗糙度仅0.140 nm,基于该衬底研制的Mg掺杂垂直结构光导开关击穿电压突破10000 V、开关比达1×1011量级,多项指标国际领先。

外延:镓仁建成全球首条6/8英寸氧化镓同质外延量产线,成为全球首家且唯一实现6英寸(100)面氧化镓同质外延片商用供货的企业,外延层厚度超10 μm、膜厚方差小于1%,载流子浓度分布标准差仅6.08%,均匀性优异,已向国内外头部芯片客户批量供货。同时推出高性能薄膜外延片,晶圆内5点XRD半高宽均低于30 arcsec,表面粗糙度0.35 nm,迁移率达130~184 cm2/Vs,载流子浓度可按需定制,可适配功率器件与5G/6G射频器件等不同场景。

器件验证:基于镓仁10 μm厚膜外延片制备的无终端SBD器件,经西安电子科技大学验证,击穿电压达1090~1490 V,比导通电阻仅2.6~4.5 mΩ·cm2,两项核心指标均显著优于日本头部企业同类产品,达到国际先进水平,打破了高端氧化镓外延材料长期依赖进口的局面。

信息来源:
https://mp.weixin.qq.com/s/TlwVqUkvPMhtvAAaT-jjdw

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https://mp.weixin.qq.com/s/jRuReAL2fNKRlFxIRK8MyQ

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国镓晶谷:成功制备6英寸(001)主面氧化镓单晶

山东国镓晶谷半导体科技有限公司继实现4英寸氧化镓单晶产业化后,基于自主研发的氧化镓孪晶及典型缺陷抑制技术,以及AI自动晶体生长批量化制备技术,采用优化导模法成功制备出6英寸0孪晶(001)主面氧化镓单晶。经国内第三方检测机构测试,该晶体高分辨XRD摇摆曲线半高宽达到64.8 arcsec,显示出较高的晶体质量。

信息来源:
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深圳平湖实验室:实现氧化镓无金低阻欧姆接触与原子级表面平坦化双突破

深圳平湖实验室在第四代半导体氧化镓研发上取得两项行业领先突破:一是开发无金欧姆接触工艺,采用非贵金属多层堆叠与界面工程,实现8E-7 Ω·cm2的比接触电阻率,优于传统有金工艺,电极材料成本降低90%以上,同时解决了金基工艺高温扩散、热稳定性差的痛点;二是创新氧化镓外延片表面平坦化工艺,将表面均方根粗糙度降至0.107nm,较初始状态降低6倍以上,达到原子级平整,可有效减少界面缺陷与电场集中问题。

两项成果破解了氧化镓量产的核心瓶颈,将显著提升器件性能与可靠性,为其在新能源、智能电网等高功率场景的规模化应用奠定基础。

信息来源:
https://mp.weixin.qq.com/s/5S1_Jfr7INkPE9P6vIFr1g

校企合作

博泰车联联合福耀科大:布局硅光与第四代半导体

6月17日,博泰车联与福耀科技大学签署合作协议,双方将围绕第四代半导体(氧化镓单晶制备)、电光调制器核心材料(铌酸锶钡薄膜在硅衬底上的生长)、硅光集成技术三大方向开展攻关,博泰投入研发资金,成果将通过共同成立公司实现商业化落地,同时双方还将联合申报科研项目、共建创新平台。

信息来源:
https://mp.weixin.qq.com/s/rsAahSSfp_ekWGXRER1KSQ

项目建设

镓和半导体:氧化镓半导体综合性基地项目落地池州

近日,安徽镓和半导体氧化镓研发与生产综合性基地项目在池州经开区正式动工,项目集研发、中试、量产、成果转化为一体,覆盖芯片设计到市场应用全环节,将攻坚氧化镓材料及芯片工艺等“卡脖子”技术,联动产学研体系推动技术创新,建成后有望补齐区域中高端半导体产能短板,巩固企业在氧化镓细分领域的优势。

信息来源:
https://mp.weixin.qq.com/s/_PPyVVa9BuB-sa2xGezP2g

氮化铝

深圳平湖实验室:两项氮化铝功率器件指标刷新全球文献纪录

深圳平湖实验室氮化铝研发团队近期在第四代半导体核心材料氮化铝功率器件领域取得突破,两类核心器件指标刷新全球公开文献纪录:(1)未采用复杂终端结构的情况下,蓝宝石衬底上生长的横向氮化铝肖特基势垒二极管(SBD)耐压超5.4kV,功率巴利加优值大于0.19MW/cm2;(2)优化外延结构及工艺后的氮化铝/富铝镓氮高电子迁移率晶体管(HEMT)耐压突破5.5kV,优值达85600W/mm。

团队采用蓝宝石异质外延攻克晶格与热失配难题,此次突破集中在器件工艺环节,不依赖复杂终端结构凸显工艺成熟度,也为后续性能优化留有余地。未来,这类器件将在超高压直流输电、航空航天、深海及地下勘探等极端场景中发挥关键作用。

信息来源:
https://mp.weixin.qq.com/s/3KCOT23ICktNT-6eKR_W1g

晶镓半导体:受让山大AlN技术,成为全球唯一同时拥有GaN与AlN自主知识产权的衬底厂商

近日,山东晶镓半导体受让山东大学张雷团队自主研发的高质量氮化铝(AlN)单晶衬底制备技术,该技术已突破高纯原料精制、晶体扩径等多道工艺瓶颈,性能满足下游需求,具备成熟产业化条件。晶镓此前已掌握氮化镓(GaN)衬底全链条自主知识产权并实现规模化量产,此次交易后成为全球唯一同时拥有GaN与AlN全套自主知识产权的衬底厂商,填补了国内高品质AlN衬底量产能力缺口。后续企业将加快AlN产线建设与量产爬坡,同步优化GaN工艺,推动两类材料协同研发,助力高端半导体材料国产替代,保障国内半导体供应链自主可控。

信息来源:
https://mp.weixin.qq.com/s/KCi9WASaAuf-S80Cdd1S4g


以上就是2026年6-7月宽禁带半导体-超宽禁带半导体专题的关键进展,再次感谢您的关注与支持!未来,我们将持续深耕宽禁带半导体领域,不断探索与创新,力求为您提供最前沿、最全面的宽禁带半导体产业信息。

因篇幅限制,本期呈现内容为精选版本,完整版已整理为PDF,如您需获取完整版内容或有技术突破、项目进展、合作需求或行业活动需推广传播,欢迎添加产业小助手与我们联系。让我们共同推动我国宽禁带半导体产业迈向全球价值链高端!


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