科技日报记者 龙跃梅
记者24日从中山大学了解到，中国科协近日正式发布2021年度“科创中国”系列榜单，中山大学王钢教授团队科研成果荣登“先导技术榜”，是广东省高校唯一入选的项目。王钢教授团队耗费十多年自主研发的“大尺寸氧化镓单晶薄膜异质外延生长技术及核心装备”，将在我国乃至全球新兴超宽禁带功率半导体材料形成产业化突破口，推动我国氧化镓基功率电子器件的发展和产业化进程。
据王钢教授介绍，由于我国的第一代和第二代半导体的制备工艺、器件制造等技术水平与世界领先水平之间存在明显的差距，尤其是上游装备制造核心技术的缺失，对国内多个应用领域形成掣肘。
为此，王钢教授作为技术研发负责人，依托中山大学电子与信息工程学院（微电子学院）以及中山大学光电材料与技术国家重点实验室，组建高水平研发团队，致力于新一代半导体材料氧化镓的研发和装备研制。经过十多年努力，团队已经具备第四代氧化镓半导体异质外延生长装备等全产业链自主开发的能力。
王钢在团队自主研发的国内首台氧化镓异质外延专用多片型MOCVD量产装备前。赵楠 摄
“氧化镓基器件被称为‘迄今为止最坚固耐用的晶体管’，在消费电子、5G通信、智能电网、轨道交通、雷达探测等领域有广阔的应用前景。”王钢教授介绍，“氧化镓并不是自然物，需要人工进行合成，是当前德国、日本、美国等国家的研究热点和竞争重点。此前，关于氧化镓的不少生产材料、制备技术、设备知识产权等掌握在发达国家手中，价格昂贵同时贸易受限，我们必须自主突破才能不受制于人。”
十多年来，王钢教授团队不断调整工艺、参数和设计方案，在近万次的失败中总结经验。研发的设备通过独特的反应腔设计，解决了氧化镓薄膜材料异质外延生长过程中预反应强等问题，在提高批次的均匀性和良率方面做了大量创新性的工作。采用多层匀气送气结构和特种喷射技术，高性价比的加热控制系统，解决了大容量大尺寸反应腔加工制造过程中的焊接组装问题。设备批量生产中的质量控制和关键配件自主制造。制备的氧化镓异质外延单晶薄膜晶相一致、表面平整度良好。
王钢教授团队成员在操作设备。赵楠 摄
“我们做的就是落地的事情，所以此前即便有核心技术的突破也没有拿出去发表论文，算是‘十年磨一剑’。”王钢教授告诉记者，“能有今天的成果，要感谢中山大学对探索性课题的支持，让我们去探索一些没有完全把握的前沿技术。”
“科创中国”榜单由中国科协设立，聚焦国内优秀科研单位和产研成果，代表了技术最前沿的发展方向，其中“先导技术榜”面向生物医药、资源环境、电子信息、装备制造、先进材料、现代农林等六大领域，遴选出100项具有广阔应用场景、高经济和社会效益的先导技术，目的在于打造产学研用融合创新模式，加速核心技术攻关和成果转化。
