【成员风采】镓和半导体——立志成为氧化镓产业的引领者

专访人

唐为华

南京邮电大学教授、博导，

苏州镓和（原北京镓和）半导体有限公司 创始人

半导体在计算机、通讯等领域都有重要作用，无异于是信息产业的坚实基石。不仅如此，先进半导体行业还和现代军事力量息息相关。正因如此，美国对我国的半导体产业一直实行打压政策。面临这种国际封锁，更需要国内企业发挥自主创新的精神开辟新的发展道路。

氧化镓的出现，无疑是给国内半导体产业带来了新的发展机遇。这对被制裁的中国半导体行业来说，也是一个弯道超车的机会。毕竟，氧化镓作为新一代半导体材料具有无限可能性。

苏州镓和半导体有限公司（以下简称“镓和半导体”），正是在这样的时代风口下孕育的具有“突破封锁，独立自主”信念的氧化镓企业。

深耕氧化镓，从实验室到产业化

镓和半导体的灵魂人物——唐为华教授，他一手组建了苏州镓和半导体有限公司。

唐为华教授于2011年加入北京邮电大学担任教授和博导，并借助北京邮电大学通信学科特色优势，组建了“信息功能材料与器件实验室”，瞄准深紫外光通信领域，选择直接带隙深紫外半导体氧化镓（Eg~4.8eV （258nm）），开展氧化镓外延生长及日盲紫外光电测探器件研究。

此后，唐为华教授带领的研究团队在氧化镓的研究上，成果频出。

在2014到2017年间，唐为华教授的实验室在蓝宝石衬底上获得2英寸氧化镓外延，研制出高性能日盲紫外探测分立器件。基于此，团队又成功研制出国际上第一只高性能日盲紫外探测阵列器件。并且，2017年美国空军研究实验室在氧化镓技术评估报告中，特别提出唐教授的团队是国际氧化镓领域最为活跃的研究组之一。

有了外延及光电探测器件研究成果，唐为华教授便计划走出实验室，走向产业化。于是，唐为华教授开始了他第一次氧化镓产业化的初尝试。

2017年，唐为华教授组建了北京镓族科技有限公司。期间，唐为华教授作为董事长兼首席科学家，带领团队承担并完成了北京市重点科技研发项目，还突破了3英寸的氧化镓晶体和外延技术。

2020年，唐为华教授获得了北京市自然科学二等奖，该奖项也成为了国内氧化镓领域的第一个省部级科技奖。这极大地提振了科研团队的士气。2021年，唐为华教授继续率领研发团队，新组建了苏州镓和半导体有限公司，从此专注于氧化镓产业化的研发生产和应用发展。

自力更生，谋篇布局

在半导体产业的价值链中，单晶衬底和外延片的价值占比70%以上，是整个产业发展发基础。这也是镓和半导体的核心业务所在。不过，面临国外的技术“卡脖子”和西方发达国家的“禁令管制”，独立自主和自力更生是国内新一代半导体材料氧化镓材料企业的必由之路。

唐为华教授认为，新材料发展，设备要先行。基于唐教授团队在单晶和外延生长方面的长期技术积累和研发经验，镓和半导体对相关设备进行了数十次的反复改进和提升迭代，优化设备设计，完善仿真模拟，稳定生长工艺，进而形成了镓和半导体的第二块核心业务单晶及外延设备。

可以说，镓和半导体的单晶及外延的研发成果，是在解决了生长设备国产化问题的基础上取得的。目前镓和半导体自研的生长炉，从图纸、组装、调试到软件都是由他们自己的工程师团队完成。

换言之，镓和半导体已经实现了所有设备零件的完全国产化，还可以实现对外销售。这有力推动国内氧化镓的科学研究与产业化研发，也让镓和在国际上具备了一定竞争力。

不仅如此，在材料方面，镓和已经能够给下游客户提供批量的2寸及4寸衬底及外延。镓和半导体在自研生长设备的基础上，通过稳定固液生长界面，解决应力、放肩、杂晶、孪晶、掺杂等问题，获得2英寸的高良品率，成功量产了2寸及4寸氧化镓衬底。此外，镓和半导体还正式对业界发布衬底参数指标，推出了2寸及4寸的氧化镓衬底的企业出货标准，通过了行业关联企业的采购供应认证，获得稳定订单。

至此，从设备，到材料，再到器件，镓和针对氧化镓产业链的布局已经基本展开。概括而言，镓和半导体已经完全具备了高质量氧化镓单晶衬底及外延晶片、单晶及外延生长设备、高灵敏日盲紫外探测器件、大功率电力电子器件等氧化镓相关产品生产能力。这对于整个氧化镓产业链而言，特别是下游外延及器件的客户，有着开创性的引领作用和深远意义。

不是竞争者，而是市场的参与者和建设者

作为战略性新兴产业的重要材料，氧化镓潜力无限，应用前景广泛。与其他宽禁带半导体材料相比，氧化镓无论是成本还是性能都会成为未来功率半导体的主要材料。

在中低压市场，氧化镓成本上的优势使其可以更好的争夺硅基以及碳化硅、氮化镓的功率器件市场；在高压及特高压市场，氧化镓器件将发挥其材料的性能优势，拓展更大的应用空间。因此，氧化镓产业的自主可控就意味着未来很大一部分功率半导体市场可以实现自主可控，这也直接会形成有效的国际市场竞争力。

在世界范围内，氧化镓已经引起了不少国家的关注，正在成为大国新一轮半导体竞争的焦点。

氧化镓原材料方面，我国镓资源储量丰富，约占全球已探明镓储量的80%。在氧化镓“研究热潮”袭来之下，我国在氧化镓研究及产业化方面起步不算晚，仍属于第一梯队。目前，国内已有多家氧化镓产业化公司。

镓和半导体在氧化镓的研究及产业化发展上都一直处于领先位置。公司技术研发起步最早，技术团队也被认为是国际氧化镓研究最活跃的团队之一。不仅如此，镓和半导体技术基础很扎实，拥有30项发明专利，涵盖晶体，外延，器件，设备等全部产业化方面。

当市场上的参与者越来越多后，就难免要考虑企业竞争问题。然而，在唐为华教授眼里，合作是大于竞争的。

他认为，就目前氧化镓的市场应用来看，还处于研发的初级阶段，仍需要更多的企业参与进来。因此，现在谈竞争还为时尚早。只有现在参与的企业越多，氧化镓市场应用和发展的蛋糕才会越大。并且，以氧化镓未来的市场规模，是完全可以容纳现有企业共同生存和繁荣发展的。

当然，在高瞻远瞩和居安思危之下，镓和半导体也将更加注重人才队伍建设。“人才，特别是高水平的技术人才，是镓和的命脉。”唐为华教授如是说。毕竟，人才是技术研发的灵魂所在。据唐教授介绍，镓和半导体的团队人员专业涵盖材料科学、物理学、光学工程、机械电子、集成电路等专业。

股权结构设计方面，公司专门设立员工和专家两个合伙企业平台，让员工共享企业的股份。未来，镓和希望在促进人才引进方面，特别是高层次专家的聘请上，可以吸引国际一流专业人才，共创镓和的氧化镓产业。除此之外，镓和半导体在分阶段融资方面也做了充分的规划：未来三年在苏州镓和将投入至少2亿元资金。另外，最近几年镓和的融资窗口也都会一直开放，让公司行稳致远。

镓和半导体成立至今，已经走出了一条属于自己的自主独立的发展之路。在未来，镓和立志要成为国内规模最大的氧化镓材料供应商之一，并计划从两个方向入手：一是尽快提高材料性能，这样下游才能开发出更好的器件并且才能够得到终端市场的验证；二是长成更大尺寸的衬底，更快的降低氧化镓的成本，实现规模化高质量发展效应。

最后，新兴产业的成长和壮大当然也离不开政府的支持。针对氧化镓的后续发展，唐为华教授希望政府可以提供“科学的产业引导，积极的惠企政策，有效的资源整合”，有条件的可以通过远景规划，打造一定体量的产业链集群，形成成熟的研发、生产、销售、应用经济带。

结语

氧化镓的出现，对当前的半导体企业而言，是新一轮的发展窗口和机遇。唐为华教授认为，半导体新星氧化镓和第三代半导体碳化硅两者仍是并存关系，各自都能找到适合的应用场景和市场位置。氧化镓凭借成本和性能优势，必将在功率应用市场大放光彩。而镓和半导体，也将在其中闯出属于自己的一片天地。