技术成熟度：产业化技术

转让方式：技术转让

预计投资资金(万元)：50万以下

成果简述：概况：
氮化镓（GaN）基电子材料是发展新一代GaN基微波功率器件和电力电子器件的基础，处于信息产业链的高端，是各国竞相占领的新一代战略高技术制高点，也是推动和发展我国新一代信息产业的重要机遇。中科院半导体所是国内 早开展GaN基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。经过尽二十年的自主创新，攻克了 2 英寸和3英寸蓝宝石、碳化硅和硅衬底上GaN基电子材料外延生长的关键科学技术问题，在高阻GaN外延材料、高迁移率GaN外延材料、高迁移率AlGaN/GaN异质结结构材料等方面形成了系统的自主知识产权，设计并研制出了多种具有特色的 AlGaN/GaN 异质结构电子材料，并实现了批量供片。所研制的材料非常适于研制生产高频、大功率GaN基功率器件、单片集成电路和电力电子器件，可广泛应用于手机基站、航空航天、卫星通信、雷达、智能电网、电动汽车、高速列车等领域，具有重大应用前景和市场潜力。
高性能 GaN 基电子材料以及应用领域
技术特点：
该技术是采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）方法，在蓝宝石、碳化硅或者硅衬底上外延高性能GaN基电子材料，采用本技术研制的GaN基电子材料，生长速度快、材料质量好，重复性和均匀性高。采用该技术所研制的外延材料性能为国内领先、国际先进水平，部分指标参数为国际领先水平：
外延材料方块电阻：270-400Ω/□之间可调；
方块电阻片内不均匀性：优于3%；
室温二维电子气迁移率：大于1800cm2/Vs；
外延材料尺寸：2英寸或3英寸，并可扩展到4英寸或更大尺寸。
专利情况：
本技术所涉及到的材料结构和制作方法已申请并获得授权的国家发明专利17项，所取得的成果分别通过中科院和工信部组织的专家鉴定，获工信部科技进步一等奖1项，北京市科学技术二等奖1项。
市场分析及应用情况：
基于 GaN 基电子材料的微波功率器件和电力电子器件可以广泛应用于移动通信基站等新一代信息产业领域。据美国Cree公司估计，如果在新一代无线通讯基站中以GaN基功率器件替代目前常用的Si LDMOS管使之成为无线基站射频功放的主流功率放大器件，可减少高达 20% 的功耗，每年将节省60TWh的电能。基于以上原因，GaN基外延材料近年来备受关注，市场需求量逐年递增。据Yole Developpement公司预测，到2015年，GaN 基电子材料在功率电子领域的需求量可突破60万片/年，市场需求量巨大。目前销售的3 英寸外延片市场价约10万元/片，通过产业化实现3000片/年的产能可实现3亿元的年产值。
中科院半导体研究所是目前我国唯一一个专门研制 GaN 基电子材料并给器件电路研制提供外延材料支撑的单位，所取得的成果已经可以根据用户需求研制和生产不同要求的 GaN基电子材料，并实现了批量供片。用所研制的材料合作研制成功了我国首支国产GaN 基HEMT器件、首支国产X波段GaN基HEMT器件、首支SiC衬底上X波段GaN基单片集成电路（MMIC）等，强有力地支撑了GaN基功率器件和电路在我国的发展。 产业化所需条件：（企业提供厂房、基础建设、资金和人员配合等） 高性能 GaN 基电子材料的产业化需要的硬件条件主要包括 GaN 基材料外延生长关键 MOCVD设备、材料性能检测分析设备、超净厂房装修等，建设规模可根据需要分阶段实施，预计需要产业化资金8000万元。