近日,福建晶旭半导体在硅基异质外延氧化镓(ε-Ga₂O₃)压电薄膜材料领域取得关键性产业化突破,相关产品已正式进入下游客户验证阶段,综合性能全面优于传统体声波(BAW)压电材料,成功从底层材料打破海外技术与专利垄断。

作为5G/6G通信、卫星互联网、高精度雷达等领域的核心器件,高频大带宽BAW滤波器已成为新一代射频前端的刚需核心部件。长期以来,全球BAW滤波器核心压电材料以AlN(氮化铝)体系为主,美日企业凭借完善的专利布局构筑严苛的知识产权壁垒,国内产业长期受制于人。

针对行业技术痛点,晶旭半导体摒弃传统AlN技术路线,历经二十余年深耕攻关,在2023年攻克硅基异质外延ε-Ga₂O₃压电薄膜产业化应用难题,实现材料、工艺、装备、理论全方位原创创新。目前公司已斩获100余项国内外授权发明专利,核心材料关键性能较国外同类产品提升20%以上,是目前全球唯一具备氧化镓基BAW滤波器压电材料自主量产交付能力的企业。


在核心装备端,企业自主研发国际首台ε-Ga₂O₃外延专用MOCVD设备,攻克腔体流场热场优化、高温抗氧化加热等核心技术,实现超高质量氧化镓压电薄膜量产制备。产品核心参数达到行业顶尖水准:FWHM<0.6°、膜厚均匀性<2%、应力<500Mpa,位材料内部缺陷(C轴取向度>98%,孔隙率<0.1%、位错密度<10⁶ cm⁻2)少于同类压电材料,达到应用可量产化要求。

依托自研薄膜技术,晶旭半导体成功量产高良率ε-Ga₂O₃基POI晶圆,产品良率超97%。该晶圆可支撑2GHz-10GHz超高频、100MHz-1.5GHz超大带宽滤波需求,带内插损低于2dB,相较传统BAW滤波器功率容量提升1倍,在高频通信、大带宽物联网场景优势显著。

商业化层面,晶旭半导体氧化镓压电外延片及POI晶圆已获得国内Fabless、IDM及晶圆代工厂认可,全面导入客户验证流程,预计2026年底实现批量交付。成本端,硅基异质外延工艺相较传统掺杂压电材料方案成本降低50%,同时公司计划2026年底落地8英寸氧化镓压电材料量产线,进一步压缩生产成本,加速技术规模化普及。

此次技术突破,补齐了国内高端射频压电材料的产业短板,彻底摆脱对海外AlN技术体系的依赖,为我国射频前端产业链自主可控、5G/6G产业迭代提供了核心材料支撑。


信息来源:第三代半导体产业

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