独家｜英诺领投数千万！海归博士9年攻克1项国外垄断技术：价格降2/3
博士毕业之际，陈政委面临很多待遇丰厚的工作机会，比如进入日本高校做老师
记者 | 张旋旋
从1960年出现了0.75寸（约20mm）的单晶硅片开始，半导体材料先后经历了四代革新，分别是：以硅材料为代表的第一代；以砷化镓为代表的第二代；以氮化镓、碳化硅为代表的第三代；以氧化镓、金刚石为代表的第四代。
其中，氧化镓材料因其体积小、响应快、频谱更宽、能耗更低、功能更强等优势，被日本科技振兴协会誉为“日本半导体的复兴”。它是日盲光电器件以及功率半导体的最佳原材料。前者可应用在国防领域，以及电网安全监测、医学成像、海上搜救、环境与生化检测等民生领域；后者可应用在工业电机 、快速充电、固态电源、通讯基站及数据中心，新能源光伏、风电逆变以及新能源电动车等领域。
九州是日本的半导体中心，也被称为日本的“硅岛”。2011年，从天津工业大学本科毕业后，陈政委去往位于九州的日本国立佐贺大学攻读硕士、博士学位，研究方向为新型半导体材料。期间，他专攻氧化镓材料与器件的研发工作，并发表了20余篇氧化镓材料方向的论文。
2017年，博士毕业之际，陈政委面临很多待遇丰厚的工作机会，比如进入日本高校做老师，或者进入相关日企工作。
但是5年的海外求学经历，让陈政委觉得最幸福的事情就是能回到自己的国家，听着熟悉的语言，做自己喜欢的事情。几番思索以后，他决定回国创业，将自己所学从实验室应用至半导体产业。
与此同时，他也观察到国内半导体材料长期以来面临的“卡脖危机”。
他回忆，当时国内并没有氧化镓产业公司，仅有一些高校和科研机构在做相关科研，几乎所有使用的氧化镓材料依赖日本进口。而彼时日本的氧化镓材料产业已经非常成熟，排在全球第一位，并从2017年就开始对外批量销售，累计销售22亿日元（约1.4亿元人民币）。
由于日本方面对中国贸易设置障碍，禁止向国内售卖，如军方合作单位以及一些高校、科研院所。因此，国内单位想采购氧化镓材料异常困难，一般采购周期至少需要6-8个月，并且价格高昂，售后质量等问题也得不到保障。
回到国内的陈政委开始组建团队筹备创业，他们决定采用IDM模式（有厂模式），立足氧化镓材料本身，先把材料做出来，并在此基础上探索中下游的芯片和器件研发。
“但是先把材料做出来要有心理准备，因为需要很大的资金投入，以及较长的时间周期。”
为了筹集启动资金，团队花了两三个月的时间来说服政府基金来投资。“因为当时国家主要发展的是第3代半导体，氧化镓属于第4代半导体，很多人当时还不知道氧化镓是什么，听完都觉得很新颖。”
同年12月，团队获得了来自北京三新创业成果转化投资基金的2000万元启动资金，开始启动国内首家从事氧化镓材料的创业项目。
陈政委介绍，目前铭镓半导体的业务中，氧化镓材料占比为60%-70%，器件占比30%—40%。
在材料研发上，有两个问题一直困扰团队许久：一是如何制备合成晶体，二是由于氧化镓材料极易解理，如何加工成圆晶片。“这两个问题的攻克也是氧化镓晶体材料的核心机密所在。”
工欲善其事，必先利其器。为了打造晶体合成炉，团队选择借力国内有相关研究基础的高校和科研院所。
“但是一开始生产出来的炉子非常不智能。”陈政委曾想过去日本寻求一些解决办法，但由于日本方面严格保密，团队只能自主研发。
经过两年半的试验和调整，团队终于突破技术封锁，将晶体生成的工艺流程沉淀下来，生产出来的晶体质量已达到日本同期水平。
晶体生成以后，后续的加工也是块难啃的硬骨头。陈政委介绍，“当时国内晶片加工人才集中在硅片或砷化镓材料领域，且真正掌握这些技术的人才也不多，氧化镓材料这块更是没人做过。”
为此，团队引进了两位在芯片材料产业化行业有着8～10年实战经验的专家，承担加工工艺突破的任务。
“这个过程非常复杂且缓慢，比如怎么定向，怎么切割，采用何种切割方法，怎么来倒角，怎么来研磨抛光，抛光液如何配比，如何清洗……”陈政委回忆，中间任何一个环节出现问题，都会造成整个产品的不良率。
技术人员正在对氧化镓材料进行清洗
同时，从“突破工艺第一位”的考虑出发，团队斥资800万引进了日本和英美的进口设备，搭建了一条科研型的加工产线。陈政委解释，“这样是为了尽可能减少设备带来的变量，突破工艺之后，下一步的产线扩展将会采用国产设备，到时生产成本会更低。”
圆晶片生产出来以后，根据终端客户的需求不同，可以利用外延薄膜生长技术生成不同的外延片。经过外延表征验证:铭镓半导体部分外延片产品质量超过日本在售水平，但售价仅为日本产品价格的三分之一甚至更低。
铭镓半导体生产的氧化镓圆晶片和外延片（参考图形）
2019年，铭镓半导体的圆晶片和外延片研发成功并投入量产。公司采用直销的模式，目前，已经为多家国内产业公司以及40+所国内高校、研究所提供服务。
作为材料供应商，陈政委与团队觉得还是要逐步形成终端产品，来拓展氧化镓材料的使用场景。
因此，铭镓半导体也研发了紫外系统设备，可应用于极弱火焰和极弱电弧的实时检测，具体落地应用场景，包括森林安全防火、高速公路隧道火焰预警、智能电网建设等。目前，该设备已经获得了国家电网的认证并投入使用。正在开发的功率校正分立模块，逆变器件分立模块则可以应用于高效低损电机，快速充电转换等使用场景。
铭镓半导体生产的深紫外探测探头
目前，铭镓半导体已经搭建起完整的产线，包括晶体生长、晶体加工、外延薄膜、性能测试、微纳加工、联合研发等六大平台。陈政委透露，位于北京顺义的第三代半导体标准化厂房已经封顶，预计明年可投入使用，使用面积近万平米，可满足大规模量产需求。
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