集微網消息，隨著市場對半導體性能的要求不斷提高，加之各種利好政策不斷出臺，第三代半導體等新型化合物材料憑藉其性能優勢開始嶄露頭角，第三代半導體迎來了爆發風口。在這第三代半導體萬眾矚目的時刻，第四代半導體也正逐漸進入我們的視線。
何為第四代半導體
第四代半導體是指以氧化鎵（Ga2O3）和銻化物等為代表的半導體材料，相比其他半導體材料，第四代半導體材料擁有體積更小、能耗更低、功能更強等優勢，可以在苛刻的環境條件下能夠更好地運用在光電器件、電力電子器件中。
其中，銻化物半導體在開發下一代的小體積、輕重量、低功耗、低成本器件，及其要求極為苛刻的應用方面就具有著不可替代的獨特優勢。
一般來說，半導體材料是製作半導體器件和集成電路的電子材料，是半導體工業的基礎。迄今為止，半導體材料主要分為：基於Ⅳ族矽Si、鍺Ge元素的第一代半導體；基於Ⅲ-Ⅴ族砷化鎵、磷化銦的第二代半導體以及基於Ⅲ-Ⅴ族氮化鎵、Ⅳ族碳化矽的第三代半導體等。
對於第四代半導體材料而言，目前具有發展潛力成為第四代半導體技術的主要材料體系主要包括：窄帶隙的銻化鎵、銦化砷化合物半導體；超寬帶隙的氧化物材料；其他各類低維材料如碳基納米材料、二維原子晶體材料等。
第四代半導體發展背景
隨著量子信息、人工智慧等高新技術的發展，半導體新體系及其微電子等多功能器件技術也在更新迭代。雖然前三代半導體技術持續發展，但也已經逐漸呈現出無法滿足新需求的問題，特別是難以同時滿足高性能、低成本的要求。
在此背景下，人們將目光開始轉向擁有小體積、低功耗等優勢的第四代半導體。
其中早在2011年，日本田村製作所就開發出使用氧化鎵基板的GaN類LED元件。然而今年9月，據日本媒體報導，日本經濟產業省（METI）正準備為致力於開發新一代低能耗半導體材料「氧化鎵」的私營企業和大學提供財政支持，METI將為明年留出大約2030萬美元的資金，預計未來5年的投資額將超過8560萬美元。
儘管我國起步較晚，但對於氧化鎵等第四代半導體材料的研究卻也在推進中。
我國第四代半導體領域研究仍在推進
自2005年開始，我國銻化物研究陸續傳來好消息。中科院半導體研究所、上海技術物理研究所等研究機構率先突破了銻化鎵基砷化銦/銻化鎵超晶格焦平面技術，性能基本保持與國際同步的發展水平。
目前，中科院半導體所研製的銻化鎵襯底實現了2-3英寸直徑襯底的量產，最大尺寸達到4英寸；同時，實現了2-3英寸直徑、500-1000片/年的銻化物多功能低維材料外延晶圓的開發，研發了4英寸分子束外延技術。
而在氧化鎵單晶方面，2017年，同濟大學物理科學與工程學院唐慧麗副教授、徐軍教授團隊採用自主智慧財產權的導模法技術成功製備出2英寸高質量β-Ga2O3單晶。研究人員通過建立合理的熱場溫度分布，結合生長過程中的氧化氣氛、氣壓調控，有效抑制了Ga2O3的分解揮發；同時解決了多晶生長、攣晶、鑲嵌結構、開裂等缺陷問題。該項研究成果將有力推動我國氧化鎵基電力電子器件和探測器件的發展。
除技術方面的研究外，我國第四代半導體相關的企業、項目也在陸續落地。
專業從事第四代半導體氧化鎵材料開發高科技公司鎵族科技
2017年，北京鎵族科技有限公司（以下簡稱「鎵族科技」）正式成立。
順義創新示範區消息顯示，鎵族科技是國內首家、國際第二家專業從事第四代（超寬禁帶）半導體氧化鎵材料開發及應用產業化的高科技公司，致力於研發和生產基於超寬禁帶半導體材料氧化鎵的高質量單晶與外延襯底、高靈敏度日盲紫外探測器件、高頻大功率器件等。
據悉，鎵族科技擁有2英寸氧化鎵單晶生長產線、2英寸氧化鎵外延生長產線、晶體加工生產線，同時具備4-6英寸氧化鎵單晶生長研發平測試和器件研發的能力。
利美科技年產2噸銻化鎵晶體及13萬片銻化鎵晶片項目
項目位於遼寧朝陽喀左經濟開發區內，總投資14000萬元，其中環保投資875.5萬元，項目佔地面積67.22畝，項目建成後年產1900公斤銻化鎵晶體、13萬片（折合2英寸）銻化鎵晶片。
中科院第四代半導體銻化物產業基地分項目
3月4日，山東煙臺高新區福山區委常委、副區長孫韶波在高新區福山園召開中科院第四代半導體銻化物產業基地分項目洽談視頻會議。
高新區福山園官方消息顯示，孫韶波表示，中科院第四代半導體銻化物產業基地分項目技術先進、國際領先，產業化程度比較成熟，對福山區打造電子信息產業具有重要推動作用，希望項目方進一步細化項目落地方案，園區也要切實加強與企業負責人的溝通交流，積極就項目落戶的細節進行探討，爭取合作能夠取得實質性進展，推動項目早日落地。
北京大學山西碳基薄膜電子研究院
9月，山西省與北京大學籤署了《山西省人民政府與北京大學科技創新戰略合作協議》，根據協議，山西省政府和北京大學共建北京大學山西碳基薄膜電子研究院，研究院設在山西大學，開展碳基半導體材料和碳基薄膜電子技術攻關，以政產學研用相結合的模式著力建設國內一流的技術創新平臺和成果轉化基地。
銻化物第四代半導體(山西)研究院項目
10月31日，2020中國(太原)人工智慧大會在中國(太原)煤炭交易中心召開。銻化物第四代半導體(山西)研究院項目在活動上簽約。
(校對/若冰)