新能源汽车、储能电站，都离不开它

富阳正在打造“浙江光谷·富春芯城” 　　制图 高薇

富春江畔的富阳

8月6日起，都市快报推出《13天，点亮一座未来之城》系列报道，全景呈现杭州各区、县（市）特色发展路径，用13块“拼图”拼成一幅更高水平创新活力之城的新图景。

第四天，点亮富阳区。

富春江南岸，杭州富加镓业科技有限公司（以下简称“富加镓业”）的研发中心里，静得出奇，只有设备运转时发出的轻响。

台子上摆着一排外形像“炼丹炉”的设备，里面“炼”着一种叫氧化镓的白色粉末。炉膛里的温度，高达1800℃。

8个小时后，炉盖缓缓抬升，一个通体黝黑、形态匀整的圆锥状晶体出现在眼前，底部直径精准地卡在305毫米，也就是12英寸。

今年3月，富加镓业首次研制出12英寸氧化镓单晶，刷新世界纪录，成为全球首家掌握这一技术的企业。

“目前，国际上氧化镓衬底的最大尺寸是8英寸，冲12英寸，并不是简单的尺寸放大，而是生长技术的代际飞跃。”富加镓业副总经理黄浩天说。

近日，富加镓业率先开展12英寸氧化镓MOCVD外延技术研发，成功将8英寸氧化镓MOCVD外延工艺首次外推至12英寸。这意味着，氧化镓芯片的“地基”做得更大了，未来能造出性能更强、成本更低的电力电子器件。

为什么要造12英寸的？

氧化镓是一种半导体材料，你可能没听说过它，但用它做出来的功率器件，能扛住更高的电压、承受更高的温度、损耗还更小，新能源汽车、储能电站、智能电网、数据中心，都离不开它。

和目前最常用的半导体材料“硅”比起来，氧化镓就像个“特种兵”，更耐高温、更耐高压、性能更强。

这个“特种兵”，特别难“伺候”。

“氧化镓是单斜晶体结构，各向异性极强，生长过程中哪怕微小的参数扰动，都可能产生杂晶、引发开裂；尺寸越大，控制难度呈指数级上升。”黄浩天说。

2019年，富加镓业落户富阳，团队只掌握2英寸小尺寸晶体的生长技术，距离最低6英寸衬底产业化的门槛，还有巨大的差距。

“当时，氧化镓产业链在国内近乎空白，更少有企业布局外延、器件配套，美、日企业长期垄断高端衬底材料，对我国实施出口管制。”黄浩天说。

怎么啃下这块硬骨头？

团队在设计阶段就引入数值模拟技术，精准匹配氧化镓晶体的生长规律；同时，研发自主可控的生长装备，对炉内温场、气流、晶体运动状态实现了微米级的精度调控。

无数次工艺调试之后，大尺寸单晶生长的技术瓶颈终于被突破。

为什么12英寸这么重要？

目前，主流的硅基生产线用的就是12英寸规格。氧化镓晶体长到12英寸，就可以直接“借用”现有的成熟产线，未来规模化量产之后，下游功率器件的制造成本会大幅降低。

眼下，富加镓业国内首条6英寸氧化镓单晶及外延片生长线已具备量产能力，计划年底建成年产1万片6英寸的生产线。同时，富加镓业也在稳步推进8英寸量产、12英寸技术落地。

从2英寸到12英寸，富加镓业用了不到7年时间。

牵头起草首个国家标准

“长”出12英寸的晶体，只是第一步。

氧化镓要想真正用起来，从“粉末”到“器件”中间还隔着外延、设计、制造、封装、测试等整整一条产业链。单晶衬底做出来了，没人做外延，没人做器件，技术再好也是“英雄无用武之地”。

富加镓业准备自己把整条链子串联起来。

依托杭州光机所的平台支持，富加镓业自建了外延研发与产线团队，贯通了氧化镓上下游全链条。内部单晶一产出，直接供给外延团队，省去了外部采购的成本，工艺迭代和信息反馈的效率也大幅提升。

这套“内部协同”模式，很快见成效。

武汉九峰山实验室基于富加镓业的外延片研发的MOSFET器件，击穿电压超过9000V，刷新了氧化镓耐压的世界纪录；中山大学牵头、富加镓业深度参与研发的声子辅助吸收氧化镓光电导开关，实现了98.9%的电压转换效率。

不仅如此，富加镓业还牵头起草了氧化镓领域的首个国家标准《氧化镓单晶抛光片》，手握几十项国内外发明专利。

一家企业的技术突围，正在带动一条全新赛道的加速崛起。

再造一个“造纸产业”

富春江南岸，富春湾新城的这个“芯片故事”起步于近十年前。

2017年到2018年，富阳启动“产业动能的转换探索”。彼时的富春湾新城，还是中国最大的白板纸制造基地。

随后几年里，富阳累计关停造纸等企业1289家，腾退土地2万余亩。腾出来的空间，留给了一个全新的产业方向。

2019年，总投资约400亿元的富芯半导体模拟芯片项目落子富春湾新城，规划建设全省首条12英寸晶圆生产线，成为产业破局的关键起点。

2021年到2023年，产业进入快速成长期。富阳锁定先进封测、化合物半导体、特色工艺制造三大主攻方向，成立产业联盟，加速吸引上下游企业集聚。到2023年，一批测试基地陆续投产。

到2025年底，全区集成电路及核心配套产业企业数量超过40家，产值同比增长105%。昔日的造纸厂区，变身为“富春芯城”。

今年上半年，富阳交出了一份亮眼的成绩单：集成电路产业集群产值增速达180.5%，位居全市第一。2026年全年，集成电路及核心配套产业规模将突破100亿元。

7月31日，富阳区委二届十次全会举行，提出聚力打造“浙江光谷·富春芯城”。按照规划，到2028年，全区集成电路及核心配套产业规模将突破300亿元。

300亿元是什么概念？相当于再造一个当年富阳造纸产业的规模。