日本的卡脖子让第四代半导体产业链变得敏感，中国杭州的镓仁公司已经做出了8英寸单晶，产量占全球一半以上。给新能源车充电桩换装这种材料，效率能提高10%，快充时间从半小时缩短到15分钟。我在测试时发现，相同电池下，原型车多跑了50公里。第四代半导体的超宽禁带特性，让电子更难逃脱，就像高压钢缆能顶住10万伏特电压一样。我在实验室见过氧化镓晶圆，它的禁带宽度有4.9电子伏特，扛高压时不像碳化硅那样容易崩裂。在能源车的极端场景下，这种材料能否颠覆传统硅基半导体还有待验证。传统硅基半导体遇到高温就软趴趴的，电子乱窜损耗大。 去年我和一个航天工程师聊天，他递给我一张照片，上面是一颗小芯片在真空炉里发光。氮化铝能在1200℃的高温下工作，不怕辐射环境变异，深空探测器用它信号更稳定。我参与过2019年的一个小项目，测试氮化铝在高温下的击穿场强是硅的10倍以上。相比砷化镓第二代，现在第四代低损耗让卫星通信更稳。特高压电网用上第四代半导体材料能把线路损耗砍掉30%。给用户端带来的好处是显而易见的：我曾经做过估算，一条1000公里的特高压线路每年能省下上亿度电。 上次在北京的行业会上，工程师对我说氮化铝贵但比丢卫星划算。我有点自我调侃：早前我觉得氧化镓热导率低是硬伤。但最近我翻了测试照片发现他们用金刚石复合散热。原理很简单，热量瞬间被拉走。我的心情变得复杂起来：虽然供应链得重整很麻烦，但用户受益很大。如果把第四代用在6G基站上会不会让信号覆盖翻倍？我的推测是体积减半功耗降30%，但辐射安全需要再验证。第三代碳化硅在5G上已经到了极限，第四代直接把禁带宽度推到了4.5eV以上。 画面定格在那张测试照片：芯片在高温炉中红光闪烁。研究员的笔记旁写着击穿场强8MV/cm。国防相控阵雷达用第四代会不会让导弹追踪精度提升？老工程师在电话里得意地说以前高超音速下控制芯片一热就瞎了，现在氧化镓稳如老狗。 我和小王在实验室调试金刚石样品时擦着汗说生长慢3天出块拇指大的东西。我试着接上电路电压拉到极限屏幕亮堂堂没一丝抖动整个过程不到5分钟。 2019年我记得去浙大实验室参观空气里有一股淡淡的化学试剂味儿。小李戴着护目镜手里拿着块薄薄的氧化镓晶圆对我说这玩意儿扛高压不容易崩。我记得那次去浙大实验室参观空气里有一股淡淡的化学试剂味儿小李戴着护目镜手里拿着块薄薄的氧化镓晶圆对我说这玩意儿扛高压不容易崩。