美国DARPA委托雷神公司开发合成金刚石和氮化铝半导体

先进的功率芯片和射频放大器依赖于宽带隙（WBG）半导体材料，如氮化镓(GaN)。中国控制着大部分的镓供应，并对镓进行了出口限制。为了应对这一挑战，美国国防部高级研究计划局(DARPA)已委托雷神公司开发合成金刚石和氮化铝(AlN)半导体。

雷神公司的目标是将这些材料应用到优化当前和下一代雷达和通信系统的设备中，如射频开关、限制器和功率放大器，增强其能力和范围。这包括协同传感、电子战、定向能和集成到高超音速等高速武器系统中的应用。

凭借3.4 eV带隙，氮化镓已经成为高功率和高频半导体领域的领先材料。在高频性能、高电子迁移率、极端热管理、更高功率处理和耐用性至关重要的应用中，合成金刚石有潜力超越GaN的能力（其带隙约为5.5 eV）。然而，合成金刚石是一种新兴的半导体材料，其大规模生产仍然存在挑战。氮化铝的带隙甚至更宽，约为6.2 eV，使其更适合上述应用。雷神公司尚未开发出合适的半导体。

在合同的第一阶段，雷神公司的先进技术团队将专注于开发基于金刚石和氮化铝的半导体薄膜。第二阶段将专注于改进和发展金刚石和氮化铝技术，以用于更大直径的晶圆，特别是针对传感器应用。

根据合同条款，雷神公司必须在三年内完成两个阶段，这凸显了该项目的紧迫性。雷神公司在将氮化镓和砷化镓（GaAs）集成到雷达应用中方面已经拥有丰富的经验。

雷神公司先进技术总裁Colin Whelan表示：“这是向前迈出的重要一步，将再次彻底改变半导体技术。雷神公司在为美国国防部系统开发类似材料（如砷化镓和氮化镓）方面拥有丰富的经验。通过结合这一开创性的历史和我们在先进微电子领域的专业知识，我们将努力使这些材料更加成熟，以适应未来的应用。”（校对/张杰）