中国氮化镓激光芯片180天便从实验室走进量产打破“卡脖子”
180天跨越：中国氮化镓雷达激光芯片的中国速度与战略突围
2023年8月26日，安徽六安的格恩半导体实验室里，一束蓝光从氮化镓（GaN）激光芯片中迸发出来——这不仅是实验室的突破，更是中国半导体产业的历史性时刻。仅180天后，这款芯片便走出实验室，踏上量产线，标志着中国在第三代半导体领域实现从追赶到并跑的跨越。
这一突破不仅打破了美日企业长达数十年的技术垄断，更以中国速度重塑全球半导体产业格局，为军事、通信、工业等关键领域注入自主可控的核心动力。
氮化镓作为第三代半导体材料的代表，以其高带隙、高热导率、高击穿场强等特性，成为激光雷达、量子通信、智能驾驶等前沿领域的心脏。然而，长期以来，全球氮化镓激光芯片市场被日本日亚化学、索尼，美国Transphorm、飞利浦等企业垄断，中国每年进口相关芯片价值超10亿美元，且面临高价断供风险。例如，一辆搭载氮化镓激光雷达的智能汽车，其核心芯片成本曾占整车成本的30%，而技术封锁更导致中国企业在国际竞争中处处受制。
氮化镓材料的处理难度堪称半导体领域的珠穆朗玛峰：其缺陷密度是传统材料的10倍，硬度仅次于金刚石，加工过程中稍有不慎便会导致芯片报废。格恩半导体团队攻克了材料外延生长、腔体结构设计、热管理等8大技术难题，最终在2023年2月25日成功点亮首颗自主知识产权的氮化镓激光芯片。中国科学院院士江风益评价：这一突破不仅填补了国内空白，更在关键性能指标上达到国际先进水平。
从实验室到量产，通常需要3-5年时间，而格恩半导体仅用180天便完成这一跨越。其秘诀在于全产业链闭环：从材料提纯、外延生长到芯片封装，所有环节均在国内完成，避免了国际供应链的掣肘。例如，中国镓金属储量占全球68%，且精炼技术成熟，为氮化镓芯片提供了稳定的原料保障。此外，团队通过工艺迭代+设备定制将良率提升至99.999%，单条产线年产能达千万级，彻底解决了量产即亏损的行业难题。
氮化镓激光芯片的突破，不仅是一场技术竞赛，更是一场关乎国家安全的战略博弈。其应用场景覆盖军民两用核心领域，成为中国打破技术封锁、实现产业升级的关键棋子。
氮化镓雷达是现代战争的千里眼。以歼-20隐身战斗机为例，其搭载的氮化镓有源相控阵（AESA）雷达，探测距离比传统砷化镓雷达提升50%，抗干扰能力增强3倍，可同时追踪200个目标。在印巴冲突中，中国出口的霹雳-15导弹因采用氮化镓导引头，实现了发射后不管的精准打击。更关键的是，中国通过限制镓金属出口，间接卡住了美国军事电子设备的生产命脉——美国海军阿利·伯克级驱逐舰的SPY-6雷达，因缺乏氮化镓模块，性能已落后中国同类装备整整一代。
在智能驾驶领域，氮化镓激光雷达可实现200米雾天穿透，成本较传统机械式雷达降低60%，推动L4级自动驾驶加速落地。在工业领域，其高功率特性使激光切割效率提升3倍，能耗降低40%，助力中国制造业向精密制造转型。而在量子通信领域，氮化镓芯片成为量子密钥分发设备的核心光源，支持双频段融合传输，为金融、政务等敏感数据提供绝对安全的保障。
氮化镓激光芯片的量产，是中国半导体产业链式创新的缩影。政府、企业、科研机构形成合力，构建起基础研究-技术攻关-产业应用的完整生态。
国家将氮化镓列入十四五规划重点领域，通过大基金投资、税收优惠等政策，引导资源向第三代半导体集聚。例如，深创投制造业转型升级基金联合领投飓芯科技3亿元B轮融资，助力其建成中国首条大功率氮化镓激光芯片量产线。
格恩半导体、飓芯科技等企业形成技术互补+市场共享的联盟。例如，飓芯科技与华为、比亚迪合作开发车载激光雷达，格恩半导体则联合中科大攻克蓝绿光VCSEL技术，推动激光显示成本下降70%。这种产学研用深度融合的模式，使中国在氮化镓领域形成技术护城河。
氮化镓激光芯片的突破，仅是中国第三代半导体崛起的起点。据预测，2026年全球氮化镓元件市场规模将突破423亿美元，而中国有望凭借全产业链优势占据40%以上份额。未来，中国将重点突破紫外波段激光芯片、太赫兹通信芯片等无人区技术，并在6G通信、深空探测等领域实现弯道超车。
180天，从实验室到量产线，中国氮化镓激光芯片的跨越，不仅是技术的胜利，更是战略的胜利。它证明：在关键核心技术领域，中国既能通过集中力量办大事实现突破，也能以市场化生态激发创新活力。当全球半导体产业进入第三代竞赛，中国正以中国速度书写新的规则——这一次，领跑者将是中国。
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