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氧化镓:未来新能源的“超级充电器”

试想,如果有一款新材料,能让你的新能源汽车在短短15分钟内充满电,并大幅增加续航里程。你觉得这样的材料,应该值多少钱?

这种神奇的材料,正是氧化镓。

最近,在这个领域里,一家名为铭镓半导体的公司脱颖而出,成为未来的潜力股。

它刚刚完成了第5轮超亿元融资,由彭程创投、成都科创投集团、天鹰资本、河南国煜基金、洪泰基金联合投资。迄今为止,累计融资近4亿元。

目前,铭镓半导体的产品已经实现量产:氧化镓4英寸晶圆已经出货,6英寸晶圆也已稳定供应,并与华为、比亚迪、中科电科等企业建立了合作关系,月收入已达到千万级别。

铭镓半导体的创始人陈政委是一位“85后”,来自河南安阳,本科毕业于天津工业大学,并在日本国立佐贺大学获得博士学位。

最近,铅笔道与陈政委探讨了氧化镓的商业化前景,以下是精华内容:

1. 氧化镓的长期痛点是什么?

材料昂贵且难以获取。

2. 攻克它的难点是什么?

投入大、周期长、回报慢,失败风险高。

3. 它能用于哪些方面?

降低家电电费、加快新能源车充电速度、提高工业能源利用率等。

4. 投资人的长期误区是什么?

认为氧化镓既无市场规模,也无商业化前景。

5. 中外差异如何?

日本起步早,财团主导投资;中国优势在于市场大、反应快、工程师红利。

6. 未来趋势?

预计到2030年,中国与全球将平分秋色。

01 “王炸”材料

初见“氧化镓”,我就被它强大的性能震撼了。

2011年,我在日本国立佐贺大学攻读光半导体材料博士。在研究宽禁带半导体时,我对比了碳化硅、氮化镓和氧化镓的关键参数。氧化镓的击穿电场强度能达到8 MV/cm以上,而当时最火的碳化硅和氮化镓分别只有3 MV/cm和3.3 MV/cm。

就像同样粗细的绳子,其他材料只能吊起3吨,而氧化镓却能稳稳吊起8吨。

这意味着器件可以做得更轻薄、更小型、更高效。从那时起,我就对氧化镓产生了浓厚兴趣。

然而,事情并不顺利。2012年前后,氧化镓在产业界几乎“隐身”。我想买一片氧化镓衬底做实验,不仅价格昂贵,而且只有日本田村制作所(NCT公司的前身)的一个小部门在推进。

转折发生在2014年。日本产业界开始躁动,三菱电机、索尼、丰田中央研究所等头部企业陆续启动氧化镓相关研发。

要知道日本企业一向谨慎,很少盲目跟风。一旦集体下注,说明账已经算透了。当时日本同行直接给氧化镓封神,称它是“日本半导体复兴的材料”。

氧化镓最初其实是个“备胎”。它最初被研究是为了替代蓝宝石作为LED衬底。结果阴差阳错,在功率器件领域表现异常突出:耐压更高、功耗更低、效率更好,很多指标是碳化硅和氮化镓的数倍,甚至在部分维度上拉开了数量级的差距。

氧化镓:未来新能源的“超级充电器” 氧化镓 新能源车 半导体 商业化 第1张

02 不追求极限性能

2020年是产业化的分水岭。这一年,意法半导体为特斯拉 Model 3提供碳化硅功率模块,第三代半导体开始规模化商用。

我们决定从实验室走出来,下场融资。

2021年,英诺天使基金找到我们,抛出一系列问题:碳化硅这么火,氧化镓凭什么?导热差、P型掺杂难、坩埚贵怎么办?

我当时的判断是:氧化镓的很多“短板”,只有在追求极限性能时才会成为问题。现实中,绝大多数应用并不需要把性能拉到天花板。

就像一间房子层高极限是4米,虽然我们现在只能盖到2米。但对于家电、工业电源、新能源车来说,2米的高度已经足够舒适了。

关键在于稳定、可靠、性价比高。因此,有电的地方就有氧化镓的用武之地。

03 成为华为供应商的背后

企业不能仅靠融资吊命。

从2023年底起,一级市场陷入冰窟窿。靠烧钱的公司一夜之间“僵”了。我们能挺过来是因为在2021年就布局了“两条腿支撑一个脑袋”的造血逻辑:

  • 生存:磷化铟材料和光学晶体。这块业务非常稳定,每月为我们贡献千万级营收。
  • 未来:氧化镓材料和外延。这是我们长期投入的方向,也是下一代功率半导体的核心材料。

04 月营收千万级

氧化镓:未来新能源的“超级充电器” 氧化镓 新能源车 半导体 商业化 第2张
  • 未来展望:预计到2035年,随着空调、冰箱功率模块的升级和新能源车充电时间的缩短,以及工业电机和工业能源利用率的提高,氧化镓将在各个领域发挥巨大作用。