在第四代半导体材料领域，一项突破性成果引发关注。中国科学院上海光学精密机械研究所联合杭州富加镓业科技有限公司，在国际上率先采用垂直布里奇曼法（VB法）成功制备出8英寸氧化镓晶体。这一成果标志着我国在氧化镓晶体规模化制备技术上取得重大进展，为超高压功率器件的国产化应用奠定了关键材料基础。
作为第四代半导体的代表性材料，氧化镓凭借其超宽禁带宽度（4.9eV）和超高击穿场强（8MV/cm）的特性，在5G通信、新能源汽车、轨道交通等领域的超高压功率器件中展现出独特优势。相较于传统半导体材料，氧化镓器件可实现更高效率、更小体积和更低能耗，被国际半导体产业界视为下一代功率电子的核心材料。
上海光机所是国内最早开展氧化镓晶体研究的科研机构之一。通过与富加镓业的深度合作，该团队在关键装备制造、高精度模拟仿真、确定性热场设计三大核心技术领域取得系统性突破。2024年7月，团队首次实现3英寸晶体制备；同年12月，成功突破4英寸晶体生长技术；2025年9月，6英寸晶体制备技术获得验证；直至此次8英寸晶体的问世，不仅刷新了国际VB法制备氧化镓晶体的尺寸纪录，更标志着我国在该领域的技术路线已形成完整闭环。
垂直布里奇曼法（VB法）的独特优势成为此次突破的关键。该方法通过精确控制晶体生长过程中的温度梯度，实现了生长环境的极端稳定性。与传统导模法相比，VB法无需使用昂贵的铱金坩埚，使单炉生产成本降低60%以上；均匀的温度场设计使晶体缺陷密度下降至10³cm⁻²量级；柱状晶体生长模式将材料利用率从30%提升至85%，特别适合自动化连续生产。这些特性使其成为氧化镓产业化最具潜力的技术路径。
目前，研究团队已启动器件端与材料端的协同验证工作。通过与下游功率器件厂商的紧密合作，重点攻克氧化镓衬底切割、外延生长、器件封装等关键工艺环节。据透露，首批采用8英寸氧化镓晶体制备的肖特基二极管样品已进入可靠性测试阶段，其反向击穿电压突破3000V，导通电阻较传统碳化硅器件降低40%，预计2026年可实现小批量供货。
