新的一年东莞又有新一轮科技动作，如东莞松山湖科技交流平台项目公布中标方案。

　　其实东莞的科技一直在默默发力。近期广东东莞瑞亨电子科技量产了一款高科技产品(即为全套国产芯片氮化镓产品)，预计着或掀普及热潮。这款新材料半导体国产氮化镓已经实现国产研发，包括控制芯片、功率器件、快充芯片三大部分组成，正式代表着氮化镓技术的渐渐成熟。

　　这种材料的快充性能，有可能迅速取代USB充电头，不仅体积小，且充电极快，容量极大，转化率极好，适应当下的5G、工业互联网、人工智能等发展潮流。

新一代材料“氮化镓”是啥？

　　氮化镓(GaN)是一种无机物，氮和镓的化合物(化合物结构类似纤锌矿，硬度很高)，是一种直接能隙(direct bandgap)的半导体，自1990年起常用在发光二极管中。它具有宽的直接带隙、强的原子键、高的热导率、化学稳定性好(几乎不被任何酸腐蚀)等性质和强的抗辐照能力，在光电子、高温大功率器件和高频微波器件应用方面有着广阔的前景。简单一点就是，氮化镓就是化合物半导体材料，在半导体器件中都得用到这种材料。“氮化镓”其电学和光学特性非常明显，是研制高温大功率电子器件和高频微波器件的重要材料。像现在特别主攻的新型电子器件、LED、微波射频、半导体创新应用等，氮化镓材料是天生的“助攻器”。

　　东莞发明的氮化镓快充充电器，是基于这种材料基础上研发，是业界首款基于国产氮化镓控制芯片、国产氮化镓功率器件、以及国产快充协议芯片开发并正式量产的产品。

　　氮化镓研发出来的芯片产品，体积小，充电快，散热好，完全符合当下电子产品潮流，解决难以攻破的难题。如一个65W的氮化镓充电器，满足PD快充协议，就可以给家里的MacBook、iPad、iPhone都安排上快充。有人这么举例，用它1.5小时就可以充满MacBook Air，30分钟给iPhone 12充至60%电量，同时充两部iPhone 12也是30分钟充至60%，充电速度丝毫不减。氮化镓快充产品对比普通充电器的几个优点，体积小(不到普通充电器的一半大小)、散热快只是基本优势，大功率、大容量才是大势所趋。

　　在“氮化镓”之下，会衍生多种相关概念，如氮化镓晶体等非常有前途的晶体生长材料。与常用的硅半导体相比，GaN(氮化镓)半导体能够承受更强的电流和更高的电压。你说，中国在半导体造芯过程中缺“硅”，是否可以通过“氮化镓”取代，值得思考。科学家已经表明，在未来的研究中，他们计划将氮化镓晶体发展成为一种实用的技术，以实现更大晶体的合成。

“氮化镓”半导体，开辟大湾区科技新时代！

　　大湾区科技创新打开了市场需求，“氮化镓”半导体研发正当时!

　　“氮化镓”依靠硅烷而成，但高纯度晶体硅材料需要高纯硅烷完成，但是化合物半导体器件氮化镓(GaN)、砷化镓、碳化硅可以通过不那么高纯度的硅烷完成，这为芯片的制造提供了另个快速发展的可能性，也自然成为大湾区众多企业拼力推进的发展领域。

　　“氮化镓”作为下一代半导体重要材料，在大湾区一带吸引了不少科技巨头的研发。像这次研发出快充技术的东莞瑞亨电子科技企业，就是成功的榜样之一。

　　分布的企业还有如深圳氮化镓电子科技、中镓半导体科技、英诺赛科(珠海)科技、广东硅峰半导体、深圳方大国科光电技术、华欣氮化镓晶体材料、深圳华纪科技、坤兴科技、怡海能达、万国半导体、纳微半导体等。在中国而言，HiWafer(海威华芯)，三安集成、华进创威、三安光电、闻泰科技、耐威科技、南大光电、海陆重工、海特高新、富满电子、乾照光电、镓敏光电等都是“氮化镓”概念的龙头企业。包含充电器主控芯片、太阳能电池、传感器、通讯集成电路与功率器件、光通讯元器件等领域。

　　像东莞的中镓半导体科技，专门研发多种“氮化镓”产品，如方形氮化镓自支撑衬底、2-6英寸氮化镓自支撑衬底、2英寸氮化镓Template等。这些可以应用在汽车、5G等功率器件、射频器件上等。

　　此外，大湾区不少研究机构已经将作为重要的半导体突破领域(如广东省半导体产业技术研究院、深圳第三代半导体研究院)，像广东省半导体产业技术研究院，已经在大力发展新型高效GaN基(“氮化镓”)半导体功率电子关键元器件，目前已成功研制高性能AlGaN/GaN异质结高电子迁移率晶体管器件。、

　　我们日常使用的电子产品中，像小米成为了第一家将氮化镓USB PD快充单独零售的手机企业，它应用的就是氮化镓GaN技术。

　　大湾区众多企业抢筹“氮化镓”概念，集群化支撑更强!“氮化镓”这种新材料，预计将持续深化研发和扩大应用，在大湾区的科技创新市场上演绎更快的发展!

革新一个时代，第三代半导体新材料的真正“希望”！

　　半导体是大湾区重要产业，去年9月广东提出大力发展第三代半导体，计划到2025年突破4000亿收入，形成3家意思的销售过百亿的企业。

　　《广东省加快半导体及集成电路产业发展的若干意见》明确指出，在材料及关键电子元器件方面，将大力发展氮化镓、碳化硅、氧化锌等第三代半导体材料，积极发展电子级多晶硅及硅片制造。此外，GaN(氮化镓)被誉为继第一代Ge、Si半导体材料，第二代GaAs、InP化合物半导体材料之后的第三代半导体材料，在光电子、大功率器件和高频微波器件应用方面有着广阔的前景。按照这个思路，基本是重点发展氮化镓之类的第三代半导体新材料，转变传统的“高晶硅”材料时代。

　　在这里普及个概念，第一代半导体材料主要是指硅(Si)、锗(Ge)元素半导体;第二代半导体材料是指化合物半导体材料，如砷化镓(GaAs)、锑化铟(InSb)、磷化铟(InP)，以及三元化合物半导体材料;第三代半导体材料主要是以氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)、氧化锌(ZnO)、金刚石、氮化铝(AlN)为代表的宽禁带半导体材料。

　　广东是电子信息重地，特别是深圳、广州、东莞一带，布局了大量的电子信息制造基地，科技企业已经数万家以上。在这些核心产业上，如5G通信，新能源汽车，智能制造，人工智能，大数据中心等，都势必用到半导体芯片等。这些半导体聚集的基地，也成为高端产业云集地，产融人居价值也在不断升级。如坪山高新区的中芯国际基地、宝安沙井第三代半导体基地、东莞松山湖的中国第三代半导体产业南方基地等。

　　“氮化镓”绝对是第三代半导体产业的重要材料，不仅在研发技术上，还是研发应用方面，都将有广阔的发展市场。大湾区也将基于氮化镓等前沿新材料的第三代半导体和先进封装技术等方向开展关键核心技术攻关，在未来五年打造湾区强大的芯片半导体产业链。特别在当下造芯工艺已经逐步进入极限条件下，进一步榨取摩尔定律在制造工艺上最后一点“剩余价值”外，寻找硅(Si)以外新一代的半导体材料也就成了一个重要方向。在这个过程中，氮化镓(GaN)近年来作为一个高频词汇，进入了半导体的未来视野。

　　“氮化镓”将伴随第三代半导体的时代崛起，科技创新的时代，新材料的应用才是一大科学的真正进步。“氮化镓”有可能撑起半导体“极限”之外的另一个版块的“蓝空”!