鎵，元素周期表中位列31。在半導體材料領域，除第一代的只有矽材料外，第二、三、四代都有「鎵」的身影。比如：第二代中有砷化鎵，第三代中有氮化鎵，第四代材中有氧化鎵。
氧化鎵(Ga2O3)是一種「超寬禁帶半導體」材料。之所以被稱為第四代半導體的原因是因為，其超寬能隙的特性，相較於相較於第三代半導體（化合物半導體）碳化矽（SiC）與氮化鎵（GaN），氧化鎵材料能承受更高電壓的崩潰電壓與臨界電場。
2022年8月，美國商務部產業安全局（BIS）將第四代半導體材料氧化鎵和金剛石列入出口管制。氧化鎵也因此從此前的默默無聞而引起關注。美國為什麼如此關注氧化鎵呢？
與第三代半導體碳化矽(SiC)、氮化鎵(GaN)相比，氧化鎵具有以下三大優勢：一、氧化鎵的禁帶寬度達到了4.9eV，高於碳化矽的3.2eV和氮化鎵的3.39eV。二、氧化鎵具有比氮化鎵更耐高壓、耐高溫，大功率更大、抗輻照更強等特性。三、在同等規格下，寬禁帶材料可以製造體積更小、功率密度更高的器件。
如果這不好理解，我們看看氮化鎵T/R組件與砷化鎵T/R的比較：氮化鎵的熔斷溫度是砷化鎵的3倍，禁帶帶寬也是砷化鎵的3倍，能量密度更是砷化鎵的10倍。在T/R組件的模塊效率中，砷化鎵T/R組件的模塊效率為30%左右，氮化鎵T/R組件的模塊效率能夠達到48%。
兩相比較，氧化鎵的性能遠超砷化鎵，美國也因此認為氧化鎵耐高壓特性在軍事領域的應用對美國國家安全至關重要。他們認為，此後必將在全球科研與產業界引起了更廣泛的重視。因此，將氧化鎵列入出口管制。
在美國將氧化鎵列入出口管制前，我們已有幾家公司達到相當高的水平，比如：北京銘鎵半導體的4英寸氧化鎵晶圓襯底技術突破；杭州富加鎵業2寸及以下規格的氧化鎵UID（非故意摻雜）、導電型及絕緣型產品；浙大杭州科創中心的2英寸（50.8mm）的氧化鎵晶圓。中國科大國家示範性微電子學院教授龍世兵課題組還在2023年初首次研製出氧化鎵垂直槽柵場效應電晶體。除此之外，中電科46所，上海光機所、上海微系統所、復旦大學、南京大學等各大科研高校也在從事相關研究。這與我們近年來對第三、四代半導體材料產業布局有很大關係。
如果說上面的氧化鎵技術還不能代表我們在第四代半導體材料領先的話，那麼，就看看下面這個。
據報導，近日，中國電科46所成功製備出我國首顆6英寸氧化鎵單晶，達到國際最高水平。
6英寸就是15.24厘米。這意味著氧化鎵晶體材料可進入產業化生產的標準化階段。
到目前為止，半導體矽晶體理論上最大直徑可達45厘米，最大長度為3米。這個工序很複雜。它是將塊狀多晶矽放入坩堝內加熱到1440°聲弦船功之縮味劃C以再次熔化 。抽成真空並注入惰性氣體氬氣。之後用純度99.7%的鎢絲懸掛矽晶種探入熔融矽中，晶體成長時，以2~20轉/分鐘的轉速及3~10毫米/分鐘的速率緩慢從熔液中拉出，探入晶體「種子」，長出了所謂的「肩部」，長出了所謂的「身體」。得到一根純度極高的矽晶棒。
氧化鎵的晶體的生成工藝是保密的。據報導，中國電科46所氧化鎵團隊聚焦多晶面、大尺寸、高摻雜、低缺陷等方向，從大尺寸氧化鎵熱場設計出發，成功構建適用於6英寸氧化鎵單晶生長的熱場結構，突破了6英寸氧化鎵單晶生長技術，具有良好的結晶性能，可用於6英寸氧化鎵單晶襯底片的研製。
我們知道，單晶體即經過高溫熱處理後產生的生成物。但這個高溫條件控制很重要，比如它的壓力是多少，惰性氣體又用的是什麼，什麼時候用什麼溫度這些都是不外傳的。尤其是氧化鎵還是一種高熔點、高溫分解以及易開裂等的物質，因此，在大尺寸氧化鎵單晶製備極為困難。
結語：
在氮化鎵材料上，美國正在為F35換裝AN/APG-85氮化鎵相控陣雷達；它還研發一種E-8C「聯合星」飛機，使用的是AN/APY-7雷達，估計將用於空軍預警機；美國還在研發一種AN/SPY-7雷達。這是美國最新彈道飛彈預警雷達——遠程識別雷達（LRDR），並且美國海軍還將在它的基礎上研發新一代「宇斯盾」代替AN/SPY-1雷達。這一切緣於美國近年在氮化鎵技術上的突破，這讓它有了追趕的機會。如果它在氧化鎵上又落後一步，那麼差的可又是一代哦！美國將氧化鎵列入出口管制，他也沒想到是，是將自己「管制」起來了，當然，它也知道，就算它不管制，它也未必買得到。
氧化鎵性能比氮化鎵更好，中電科46所在第四代半導體氧化鎵再次領先，達到世界最高水平。專家認為，氧化鎵材料是最有可能在未來大放異彩的材料之一，在未來的10年左右，氧化鎵器件有可能成為有競爭力的電力電子器件，會直接與氮化鎵、碳化矽器件競爭。10年左右，大致是我們六代機服役的時候，它們會裝上氧化鎵相控陣嗎？