第三代半導體是全球科技競爭的戰略制高點，氮化鎵（GaN）作為核心關鍵材料，廣泛應用於5G通信、新能源汽車、高端顯示等領域，但長期被國外壟斷，成為制約我國半導體產業鏈自主可控的關鍵瓶頸。

山東聚力打造新一代信息技術標志性產業鏈，濟南加快建設科技強市。山東晶鎵半導體有限公司依托山東大學晶體材料全國重點實驗室，專注於高質量氮化鎵自支撐單晶襯底的研發、生產與應用。該公司是國內少數具備GaN單晶襯底研發及量產能力的企業之一，也是濟南市重點培育的半導體產業鏈關鍵環節企業之一。

企業堅持核心技術自主創新，成功突破大尺寸氮化鎵單晶生長、晶體加工等關鍵技術，生長出近5英寸原生GaN單晶，創下國內最大尺寸紀錄，性能達到國際先進水平，為國家關鍵材料自主可控提供示范。

目前，企業已成功實現了2英寸GaN單晶襯底的規模化量產，推動了山東省半導體產業鏈關鍵環節的自主可控，為藍綠光激光器、高端LED、微波通訊、電力電子等領域提供了核心材料支撐，大幅降低國內產業對進口襯底的依賴。

“我們穩步擴產2英寸成熟產線。”山東晶鎵半導體有限公司董事長張雷表示，“我們將致力於推動6英寸大尺寸襯底的規模化生產，同時啟動AlN襯底作為第二產品線。”

氮化鎵單晶生長是業內公認的“硬骨頭”。它熔點高達2300℃，分解壓卻超過6萬大氣壓，傳統熔體法根本行不通。“我們依托山東大學晶體材料幾十年的大尺寸晶體生長積累，堅定走氫化物氣相外延（HVPE）路線，並自主研發了支持多片式生長的大尺寸晶體生長設備。”張雷表示，我們自主攻克了氮化鎵單晶襯底的低損傷研磨、化學機械拋光、清洗全流程，使表面粗糙度穩定低於0.2納米，真正做到了“開盒即用”的襯底材料。

從實驗室到生產線，最大的障礙是“從樣品到產品”的跨越。實驗室裡做出一片好晶體，和在工廠裡穩定量產完全是兩回事——溫度場放大、氣流場均勻性、良率管控。每個參數都要在產業尺度上重新摸索，沒有任何捷徑。

“我們將廠區緊鄰實驗室布局，讓設備共享、數據互通，最新機理成果能立刻上產線驗証，產線難題也能實時回流到基礎研究端，形成最短的迭代閉環。”張雷表示，正是靠這種深度融合，公司研發出晶體質量達國際先進水平的氮化鎵單晶襯底，產品已成功應用於頭部企業和科研機構。

氮化鎵天生具有“綠色基因”。它開關速度快、導通電阻低，制成功率器件后能大幅降低電能轉換損耗。如果應用於新能源車、光伏儲能設備領域，能顯著提升效率、延長續航、提高綠電利用率。

“我們實現自給自足后，下游企業就不再有‘斷供’之憂，還能基於自主襯底去定義和開發全球領先的器件，帶動從設備、材料到應用的整條產業鏈走向自主可控。”張雷表示，我們產出的每一片襯底，都是支撐節能產業發展的“節能基礎元件”，直接助力國家實現“雙碳”目標。