600208新湖中宝:公司持有杭州富加镓公司22%股权,富加镓业依托于中科所,专注研究新型半导体材料﹣﹣氧化镓(Ga2O3)前基于氧化镓的晶体制备及其功率器件开发已取得一定进展。氧化镓(Ga2O3)是继碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)之后的新型宽禁带半导体材料,制备成本低,具有独特的物理特性优势,未来有望在高压高功率器件及射频器件市场与碳化硅、氮化镓形成互补,抢占一定的市场份额。
601179中国西电:西电电力系统与陕西西安电子科大资产经营有限公司、西安高新产业投资有限公司和自然人共同出资设立陕西半导体先导技术中心有限公司。陕西半导体氧化镓研究。300762上海瀚讯:公司股东中国科学院上海微系统与信息技术研究所超宽禁带半导体氧化镓异质集成技术研究。601012隆基绿能:与连城数控(835368)合作碳化硅及氧化镓等晶体的生长。300487蓝晓科技:提取金属镓的龙头企业。300346南大光电:南京大学有氧化镓双极型异质结功率器件研究。603045福达合金:金属镓销售。601600中国铝业:金属镓。S三安光电(sh600703)S:湖南三安半导体有氧化镓材料。S湖南黄金(sz002155)S:金属镓,金属锑。
金刚石:
600172黄河旋风:金刚石工具。300554三超新材:金刚石工具。002943宇晶股份:碳化硅等高精端产业的硬脆材料切割。603595东尼电子:硬脆材料切割。300700岱勒新材:脆材料切割。688028沃尔德:超硬材料切割。002132恒星科技:超硬材料切割。002046国机精エ:超硬材料磨具。
ECAD软件:
华大九天(sz301269):EDA软件
688206概伦电子:EDA软件
688083中望软件:国内领先的工业软件供应商,国内CAD软件龙头,公司有ECAD模块。301095广立微:EDA软件
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附:知识点,半导体材料的代际之分
1.第一代半导体材料主要是指硅(Si)、锗(Ge)的元素半导体材料。第一代半导体材料,尤其是硅,在半导体器件的发展和应用中牢牢占据着统治地位,是大规模集成电路、模拟IC、传感器等器件的材料基础,硅的加工技术是摩尔定律得以实现的基石。硅基芯片在电脑、手机、电视、航空航天、各类军事工程和迅速发展的新能源、硅光伏产业中都得到了极为广泛的应用,致使产业外的很多人一提到半导体以为指的就是硅。
2.第二代半导体材料主要是指砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)等的化合物半导体材料,此外还包含三元化合物半导体,如GaAsAl、GaAsP,还有一些固溶体半导体如Ge-Si、GaAs-GaP,玻璃半导体(又称非晶态半导体)如非晶硅、玻璃态氧化物半导体,有机半导体如酞菁、酞菁铜、聚丙烯腈等。
3.第三代半导体材料是指以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氧化锌(ZnO)为代表的宽禁带半导体材料。在应用方面,根据第三代半导体的发展情况,其主要应用为半导体照明、电力电子器件、激光器和探测器、以及其他四个领域,每个领域产业成熟度各不相同。在前沿研究领域,宽禁带半导体还处于实验室研发阶段。
4.第四代半导体材料主要是以金刚石(C)、氧化镓(GaO)、氮化铝(AlN)为代表的超宽禁带(UWBG)半导体材料,禁带宽度超过4eV,以及以锑化物(GaSb、InSb)为代表的超窄禁带(UNBG)半导体材料。在应用方面,超宽禁带材料会与第三代材料有交叠,主要在功率器件领域有更突出的特性优势;而超窄禁带材料,由于易激发、迁移率高,主要用于探测器、激光器等器件的应用。需要强调的是,实际上四个代际的半导体材料并不是后面的要取代前面,而是对硅材料形成了重要补充。
然而,需要注意的是,这四代半导体之间并不是迭代关系,它们的应用场景有交叉,但不完全重合。
随着量子信息、人工智能等高新技术的发展,半导体新体系及其微电子等多功能器件技术也在更新迭代。虽然前三代半导体技术持续发展,但也已经逐渐呈现出无法满足新需求的问题,特别是难以同时满足高性能、低成本的要求。
相比其他半导体材料,第四代半导体材料拥有体积更小、能耗更低、功能更强等优势,可以在苛刻的环境条件下能够更好地运用在光电器件、电力电子器件中。
目前具有发展潜力成为第四代半导体技术的主要材料体系主要包括:窄带隙的锑化镓、铟化砷化合物半导体;超宽带隙的氧化物材料;其他各类低维材料如碳基纳米材料、二维原子晶体材料等。
氧化镓材料的特性
氧化镓是金属镓的氧化物,同时也是一种半导体化合物。其结晶形态截至目前已确认有α、β、γ、δ、ε五种,其中,β相最稳定。β-Ga2O3的禁带宽度为4.8~4.9eV,击穿场强高达8MV/cm。
半导体材料特性
氧化镓在光电子器件方面有广阔的应用前景,被用作于Ga基半导体材料的绝缘层,以及紫外线滤光片。这些是氧化镓的传统应用领域,而其在未来的功率、特别是大功率应用场景才是更值得期待的。
而Ga2O3既能做高耐压,也可实现大电流能力,相较于当前SiC器件过流能力不超过200A的规格限制,可达到数百A甚至上千A,性能优秀且成本更低,在大功率应用(如电力)当中可直面挑战IGBT上千甚至数千A的霸主地位。
我国其实开展氧化镓研究已经十余年,但是直到近年来46所的技术突破才实现了距离产业化“一步之遥”,从公开资料能了解到目前从事GaO材料和器件研究的单位和企业,主要是中电科46所、西安电子科技大学、上海光机所、上海微系统所、复旦大学、南京大学等高校及科研院所,科技成果转化的公司有北京铭镓半导体有限公司、杭州富加镓业。国内团队未见关于GaOMOS的报道。
富加镓业:成立于2019年12月,注册资金500万,是由中国科学院上海光学精密机械研究所与杭州市富阳区政府共建的“硬科技”产业化平台——杭州光机所孵化的科技型企业。新湖中宝持股富加镓业22%,