太空中的輻射環(huán)境對半導(dǎo)體器件構(gòu)成雙重威脅：累積性輻射損傷會(huì)逐步劣化器件性能，而高能粒子引發(fā)的單粒子效應(yīng)則可能導(dǎo)致電路瞬間誤動(dòng)作。

RIC70115在總電離劑量方面可耐受最高100krad(Si)，在線性能量傳輸指標(biāo)方面通過最高81.9MeV·cm2/mg的高能粒子沖擊驗(yàn)證。英飛凌表示，這一防護(hù)等級(jí)不僅覆蓋近地軌道衛(wèi)星任務(wù)，亦可滿足更嚴(yán)苛的深空探測需求。

在功能集成方面，RIC70115內(nèi)置米勒鉗位功能，可有效防止電壓瞬變引發(fā)的功率管誤導(dǎo)通；搭載降噪電路以抑制電磁與射頻干擾；同時(shí)集成的低壓差線性穩(wěn)壓器可由5V或12V輸入生成4.8V驅(qū)動(dòng)電壓，有助于減少外圍元件數(shù)量。該芯片支持-55℃至+125℃工作溫度范圍，符合MIL-PRF-38535軍工航天標(biāo)準(zhǔn)。

英飛凌高可靠性事業(yè)部高級(jí)副總裁邁克·米爾斯表示，該產(chǎn)品旨在支持航天電力系統(tǒng)向氮化鎵架構(gòu)的過渡。目前RIC70115芯片及其配套評估板RIC70115EVAL1已正式上市銷售。

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GaN HEMT憑借高臨界擊穿場強(qiáng)、高電子遷移率等優(yōu)勢，在650V以下的低壓消費(fèi)類快充市場已實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。然而，在電動(dòng)汽車、光伏逆變等中高壓應(yīng)用場景中，器件柵漏區(qū)嚴(yán)重的電場集中導(dǎo)致器件提前擊穿的問題成為了制約其發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)難題。場板或終端技術(shù)雖可緩解這一問題，但會(huì)增加工藝復(fù)雜度和制造成本。PSJ技術(shù)通過電荷補(bǔ)償效應(yīng)，可實(shí)現(xiàn)柵漏區(qū)均勻電場分布，緩解電場集中問題，為提升GaN HEMTs的擊穿電壓提供了新思路。但此前報(bào)道的GaNPSJ-HEMTs多為耗盡型（D-mode），其常開特性不僅增加了電路設(shè)計(jì)的復(fù)雜性與成本，還對系統(tǒng)長期可靠性提出了嚴(yán)苛要求。

針對這一產(chǎn)業(yè)界技術(shù)難題，劉超教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合遠(yuǎn)山半導(dǎo)體基于p-GaN柵極設(shè)計(jì)，利用遠(yuǎn)山獨(dú)有的GaN PSJ高耐壓氮化鎵技術(shù)實(shí)現(xiàn)器件柵漏區(qū)極化電荷平衡，成功制備出E-mode GaN PSJ-HEMTs，在保證器件常關(guān)特性的前提下，實(shí)現(xiàn)了超過1800V的擊穿電壓和超過20A的電流輸出特性。器件的比導(dǎo)通電阻低至4.6mΩ·cm2，巴利加優(yōu)值（BFOM）超過785MW/cm2，在安培級(jí)電流輸出能力的E-mode GaN HEMTs中處于領(lǐng)先水平，體現(xiàn)出E-mode PSJ-HEMT在中高壓應(yīng)用的巨大潛力。

該E-modePSJ-HEMTs方案規(guī)避了耗盡型器件需要負(fù)壓關(guān)斷的電路設(shè)計(jì)約束，在簡化系統(tǒng)復(fù)雜度、提升可靠性的同時(shí)，充分發(fā)揮了GaN材料體系在高壓、高功率方面的本征優(yōu)勢。此次實(shí)現(xiàn)的1800V/20A E-modeGaN PSJ-HEMTs為大功率GaN器件的開發(fā)提供了關(guān)鍵技術(shù)與可行路徑。

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納米晶體是2023年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)核心研究方向，該尺度材料具備獨(dú)特光電、催化特性，但過往合成體系僅適配少量材料，金屬氮化物長期難以實(shí)現(xiàn)納米化。金屬氮化物化學(xué)鍵鍵能極高，晶體成型過程中離子難以完成鍵的斷裂與重組，傳統(tǒng)合成路線完全無法產(chǎn)出分散性良好的納米晶，成為領(lǐng)域長期存在的核心約束。

本次研究團(tuán)隊(duì)提出熔融鹽+精準(zhǔn)溫壓調(diào)控的全新合成方案：以熔融無機(jī)鹽替代傳統(tǒng)有機(jī)溶劑作為反應(yīng)介質(zhì)，同時(shí)匹配專屬溫度、氨氣壓力區(qū)間，創(chuàng)造金屬-氮化學(xué)鍵可自由解離、重組的反應(yīng)條件，徹底顛覆行業(yè)傳統(tǒng)合成思路。依托該工藝，團(tuán)隊(duì)成功穩(wěn)定制備近十類金屬氮化物納米晶，核心代表包括氮化鎵、氮化鈦、氮化鈮、氮化鉬等主流功能氮化物材料。

各類材料對應(yīng)成熟產(chǎn)業(yè)應(yīng)用場景清晰：氮化鎵是LED、屏幕、射頻功率器件核心基材；氮化鈦適配醫(yī)用植入物；氮化鈮為工業(yè)超導(dǎo)材料；氮化鉬廣泛用作化工催化劑。此前上述材料僅能加工為剛性薄膜，制成納米晶后可直接混入高分子基材、噴墨打印成型，能夠集成于織物、可彎曲基板，支撐柔性顯示、穿戴電子、曲面照明等新型設(shè)備制造，大幅拓寬第三代半導(dǎo)體氮化物材料的應(yīng)用邊界。

論文第一作者、芝加哥大學(xué)研究生Ruiming Lin表示，電鏡觀測下納米晶尺寸均勻可控，單顆晶體尺度僅數(shù)十納米，數(shù)十億顆晶體可容納于指甲蓋大小區(qū)域，材料量產(chǎn)原料成本低廉，具備后續(xù)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化潛力。項(xiàng)目通訊作者Dmitri Talapin教授評價(jià)，該成果突破氮化物納米材料領(lǐng)域底層限制，為全系列金屬氮化物納米化應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

本次研究依托芝加哥大學(xué)材料科學(xué)工程中心、阿貢納米材料中心設(shè)備資源完成，研究經(jīng)費(fèi)由美國能源部、三星量子點(diǎn)合作項(xiàng)目、美國空軍科研辦公室、美國國家科學(xué)基金會(huì)聯(lián)合支持。

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突破一：引入空穴釋放路徑，將動(dòng)態(tài)閾值漂移壓縮至0.2伏以內(nèi)

p-GaN柵增強(qiáng)型高電子遷移率晶體管（HEMT）憑借高開關(guān)速度、低柵漏電及簡化的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，在電力電子領(lǐng)域擁有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢。然而，其柵極由PN結(jié)與肖特基結(jié)背靠背串聯(lián)構(gòu)成，在強(qiáng)場、高頻工作條件下，電子或空穴極易被陷阱捕獲或受到能帶帶階阻擋，引發(fā)嚴(yán)重的閾值電壓動(dòng)態(tài)漂移。這一問題廣泛存在于歐姆接觸型與肖特基接觸型柵極HEMT中，長期困擾著學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界。

孫錢團(tuán)隊(duì)在此前刻蝕損傷修復(fù)、二次外延p-GaN柵極制備等研究工作基礎(chǔ)上，深入分析了載流子輸運(yùn)機(jī)理，并闡明了空穴積累導(dǎo)致閾值電壓負(fù)移的物理機(jī)制。在本屆ISPSD會(huì)議上，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地在AlGaN勢壘層中引入一層GaN插入層，作為動(dòng)態(tài)積累空穴的導(dǎo)流釋放路徑。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該結(jié)構(gòu)將動(dòng)態(tài)閾值電壓漂移降低了85%以上，控制在0.2伏以內(nèi)，成功攻克了p-GaN柵極增強(qiáng)型HEMT長期面臨的動(dòng)態(tài)閾值電壓負(fù)移難題。

更值得關(guān)注的是，這一AlGaN/GaN/AlGaN復(fù)合勢壘層結(jié)構(gòu)還帶來了額外的工藝優(yōu)勢——利用GaN插入層可熱分解自終止刻蝕于下方AlGaN表面的特性，實(shí)現(xiàn)了低界面態(tài)凹槽柵的均勻可控制備。器件閾值電壓的晶圓級(jí)標(biāo)準(zhǔn)差從傳統(tǒng)器件的170毫伏顯著降低至70毫伏，一致性大幅提升，柵極漏電流亦有明顯下降。該方案為p-GaN柵增強(qiáng)型HEMT的高可靠性應(yīng)用提供了新穎的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路。相關(guān)成果以《Enhanced Dynamic VTH Stability by Inserting a Hole Release Path in the Barrier for Normally off HEMTs with Regrown p-GaN Gate》為題發(fā)表在ISPSD 2026上。

突破二：首次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證“光子回收”效應(yīng)，3千伏GaN二極管比導(dǎo)通電阻較理論值降超一個(gè)數(shù)量級(jí)

在高壓功率器件領(lǐng)域，傳統(tǒng)硅基和碳化硅基雙極型器件依賴長少子壽命實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)率調(diào)制，以降低導(dǎo)通損耗。但氮化鎵作為直接帶隙材料，輻射復(fù)合效率高，少子壽命僅約1納秒，這嚴(yán)重限制了其在高壓場景下的導(dǎo)通性能。2011年，學(xué)術(shù)界曾提出利用輻射復(fù)合光子進(jìn)行“回收再激發(fā)”以延長等效少子壽命的理論設(shè)想，但十余年來始終缺乏直接的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。

孫錢團(tuán)隊(duì)從GaN材料特性出發(fā)，在漂移區(qū)可控?fù)诫s、厚層高質(zhì)量GaN漂移區(qū)外延生長及器件制備等前期工作基礎(chǔ)上，基于高質(zhì)量GaN同質(zhì)外延襯底，設(shè)計(jì)并制備了具有小斜角臺(tái)面邊緣終端結(jié)構(gòu)的垂直pn二極管。該結(jié)構(gòu)在有效抑制邊緣尖峰電場的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了對輻射光子的再回收。

研制的器件阻斷電壓達(dá)3千伏，實(shí)測比導(dǎo)通電阻低至0.18毫歐·平方厘米。這一數(shù)值與基于材料本征屬性計(jì)算得出的理論值（3毫歐·平方厘米）相比，降幅超過一個(gè)數(shù)量級(jí)，展現(xiàn)出可與碳化硅高壓器件、硅基IGBT相比擬的電導(dǎo)率調(diào)制能力。大尺寸器件的浪涌電流測試呈現(xiàn)出優(yōu)異的逆時(shí)針“8”字型遲滯I-V曲線，進(jìn)一步驗(yàn)證了器件突出的電導(dǎo)調(diào)制特性。動(dòng)態(tài)電學(xué)性能及電致發(fā)光測試數(shù)據(jù)表明，小斜角臺(tái)面結(jié)構(gòu)能有效將輻射復(fù)合產(chǎn)生的光子約束在器件內(nèi)部，引發(fā)“光子再吸收”效應(yīng)，顯著延長有效載流子壽命。這是該理論提出十余年來，首次從實(shí)驗(yàn)層面證實(shí)光子回收在提升GaN功率器件性能中的實(shí)際價(jià)值。該成果以《First Experimental Demonstration of Photon-Reabsorption Enhanced Conductivity Modulation in 3 kV/0.18 mΩ·cm2 GaN Vertical p-n Diodes》為題，被列為ISPSD“Vertical GaN Power Devices”分會(huì)場第一篇口頭報(bào)告。

上述兩項(xiàng)工作得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家科技重大專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、江蘇省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、蘇州市科技計(jì)劃等項(xiàng)目的支持。

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星鑰半導(dǎo)體2022年成立，核心路線聚焦大尺寸硅基氮化鎵（GaN-on-Silicon），并結(jié)合混合鍵合技術(shù)開發(fā)Micro LED芯片。公司在武漢打造國內(nèi)首條8英寸硅基氮化鎵Micro LED全流程中試產(chǎn)線，產(chǎn)線已順利通線，現(xiàn)階段實(shí)現(xiàn)單色Micro LED芯片批量生產(chǎn)。該產(chǎn)線打通氮化鎵外延生長、芯片制備、晶圓鍵合等整套工序，驗(yàn)證了8英寸硅基氮化鎵平臺(tái)用于光電器件制造的可行性。

硅基氮化鎵是第三代半導(dǎo)體重要技術(shù)路線。相較于碳化硅基氮化鎵、藍(lán)寶石基氮化鎵方案，GaN-on-Si最大優(yōu)勢在于能夠復(fù)用成熟8英寸硅晶圓制造體系，晶圓尺寸更大、原材料成本更低，具備大規(guī)模商業(yè)化降本潛力。傳統(tǒng)藍(lán)寶石襯底氮化鎵多用于常規(guī)LED制造，但受限于晶圓尺寸與集成難度，較難適配下一代光電異質(zhì)集成需求；碳化硅基氮化鎵性能上限更高，但襯底價(jià)格昂貴，難以大規(guī)模普及。

長期以來，國內(nèi)硅基氮化鎵產(chǎn)業(yè)化重心集中在功率器件與射頻芯片。隨著產(chǎn)業(yè)探索持續(xù)深入，行業(yè)開始嘗試將這套材料工藝延伸至光電器件領(lǐng)域。依托硅襯底可與CMOS驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行晶圓級(jí)混合鍵合的特性，硅基氮化鎵被視作Micro LED近眼顯示方案重要突破口，有望解決傳統(tǒng)路線巨量轉(zhuǎn)移難度高、集成成本居高不下的行業(yè)痛點(diǎn)。

當(dāng)前全球氮化鎵產(chǎn)業(yè)處于多元應(yīng)用擴(kuò)張階段。功率氮化鎵已經(jīng)在快充、服務(wù)器電源、車載電源實(shí)現(xiàn)規(guī)模上量；射頻氮化鎵持續(xù)向通信基站、衛(wèi)星終端滲透。與此同時(shí)，產(chǎn)業(yè)界持續(xù)拓寬氮化鎵應(yīng)用邊界，探索“硅基氮化鎵+混合集成”路線在光電芯片的落地。多家國內(nèi)企業(yè)布局8英寸硅基氮化鎵中試平臺(tái)，試圖打通電、光兩條應(yīng)用賽道，最大化釋放產(chǎn)線價(jià)值。

不過8英寸硅基氮化鎵仍面臨不少工程難題。硅與氮化鎵之間天然存在晶格失配、熱失配問題，容易造成外延層翹曲、裂紋，影響外延片良率；晶圓級(jí)混合鍵合對平整度、應(yīng)力控制提出嚴(yán)苛要求，相關(guān)工藝仍處于持續(xù)優(yōu)化階段。

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作為新一代寬帶隙半導(dǎo)體材料，氮化鎵在電力電子領(lǐng)域展現(xiàn)出獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢。與傳統(tǒng)的硅基材料相比，GaN能夠耐受更高的工作電壓；而與同為寬禁帶材料的碳化硅（SiC）相比，它又具備更快的電流調(diào)控速度和更低的電能損耗，尤其適合高頻、高功率密度的應(yīng)用場景。正是這些特性，使GaN成為下一代功率半導(dǎo)體器件最受關(guān)注的候選材料之一，也吸引了全球主要經(jīng)濟(jì)體在材料和工藝環(huán)節(jié)展開密集布局。

三菱化學(xué)與JSW自2021年起便攜手推進(jìn)功率半導(dǎo)體用GaN基板的聯(lián)合研發(fā)，在技術(shù)路徑上選擇了低壓酸性氨熱法（SCAAT-LP）工藝，旨在降低制造成本的同時(shí)提升晶體品質(zhì)。雙方的合作分工清晰：三菱化學(xué)主導(dǎo)技術(shù)開發(fā)與原料供應(yīng)，JSW則承擔(dān)基板量產(chǎn)職能。通過整合各自旗下相關(guān)子公司的資源，兩家企業(yè)正在將實(shí)驗(yàn)室階段的工藝積累加速向產(chǎn)線轉(zhuǎn)移。

從產(chǎn)品路線圖來看，目前4英寸基板仍處于客戶性能驗(yàn)證階段，但市場的增量預(yù)期已促使雙方提前部署更大尺寸規(guī)格。按照規(guī)劃，2026年度將開始提供6英寸基板樣品，2028年度進(jìn)一步推出8英寸產(chǎn)品。大尺寸化不僅有助于降低單顆芯片的制造成本，也是GaN基板從高端利基市場走向大規(guī)模商用必須跨越的門檻。

此番擴(kuò)產(chǎn)的信號(hào)意義在于，功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正從“材料替代”的驗(yàn)證期轉(zhuǎn)向“產(chǎn)能卡位”的競爭期。隨著電動(dòng)汽車800V高壓平臺(tái)的普及和數(shù)據(jù)中心能耗標(biāo)準(zhǔn)的持續(xù)升級(jí)，GaN器件在快速充電、DC-DC轉(zhuǎn)換和電源管理模塊中的滲透率有望加速提升。三菱化學(xué)與JSW的提前擴(kuò)產(chǎn)，既是響應(yīng)現(xiàn)有客戶需求的務(wù)實(shí)舉措，也是對中遠(yuǎn)期結(jié)構(gòu)性增長機(jī)會(huì)的戰(zhàn)略押注。而日本企業(yè)在化合物半導(dǎo)體襯底材料領(lǐng)域積累的裝備與工藝經(jīng)驗(yàn)，或?qū)⒃谶@一輪全球產(chǎn)能競賽中成為關(guān)鍵的競爭變量。

在全球功率半導(dǎo)體技術(shù)競逐愈演愈烈的背景下，三菱化學(xué)與日本制鋼所（JSW）正加快在氮化鎵（GaN）領(lǐng)域的投資步伐。根據(jù)日經(jīng)新聞7日報(bào)道，雙方計(jì)劃到2027年將GaN基板產(chǎn)能較2026年提升五成，以應(yīng)對電動(dòng)汽車快充、逆變器及數(shù)據(jù)中心電源等下游應(yīng)用對高性能功率器件日益旺盛的需求。這一擴(kuò)產(chǎn)目標(biāo)建立在今年4月產(chǎn)能已較2021年翻倍的基礎(chǔ)之上，意味著屆時(shí)總產(chǎn)能將達(dá)到2021年度的三倍。

作為新一代寬帶隙半導(dǎo)體材料，氮化鎵在電力電子領(lǐng)域展現(xiàn)出獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢。與傳統(tǒng)的硅基材料相比，GaN能夠耐受更高的工作電壓；而與同為寬禁帶材料的碳化硅（SiC）相比，它又具備更快的電流調(diào)控速度和更低的電能損耗，尤其適合高頻、高功率密度的應(yīng)用場景。正是這些特性，使GaN成為下一代功率半導(dǎo)體器件最受關(guān)注的候選材料之一，也吸引了全球主要經(jīng)濟(jì)體在材料和工藝環(huán)節(jié)展開密集布局。

三菱化學(xué)與JSW自2021年起便攜手推進(jìn)功率半導(dǎo)體用GaN基板的聯(lián)合研發(fā)，在技術(shù)路徑上選擇了低壓酸性氨熱法（SCAAT-LP）工藝，旨在降低制造成本的同時(shí)提升晶體品質(zhì)。雙方的合作分工清晰：三菱化學(xué)主導(dǎo)技術(shù)開發(fā)與原料供應(yīng)，JSW則承擔(dān)基板量產(chǎn)職能。通過整合各自旗下相關(guān)子公司的資源，兩家企業(yè)正在將實(shí)驗(yàn)室階段的工藝積累加速向產(chǎn)線轉(zhuǎn)移。

從產(chǎn)品路線圖來看，目前4英寸基板仍處于客戶性能驗(yàn)證階段，但市場的增量預(yù)期已促使雙方提前部署更大尺寸規(guī)格。按照規(guī)劃，2026年度將開始提供6英寸基板樣品，2028年度進(jìn)一步推出8英寸產(chǎn)品。大尺寸化不僅有助于降低單顆芯片的制造成本，也是GaN基板從高端利基市場走向大規(guī)模商用必須跨越的門檻。

此番擴(kuò)產(chǎn)的信號(hào)意義在于，功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正從“材料替代”的驗(yàn)證期轉(zhuǎn)向“產(chǎn)能卡位”的競爭期。隨著電動(dòng)汽車800V高壓平臺(tái)的普及和數(shù)據(jù)中心能耗標(biāo)準(zhǔn)的持續(xù)升級(jí)，GaN器件在快速充電、DC-DC轉(zhuǎn)換和電源管理模塊中的滲透率有望加速提升。三菱化學(xué)與JSW的提前擴(kuò)產(chǎn)，既是響應(yīng)現(xiàn)有客戶需求的務(wù)實(shí)舉措，也是對中遠(yuǎn)期結(jié)構(gòu)性增長機(jī)會(huì)的戰(zhàn)略押注。而日本企業(yè)在化合物半導(dǎo)體襯底材料領(lǐng)域積累的裝備與工藝經(jīng)驗(yàn)，或?qū)⒃谶@一輪全球產(chǎn)能競賽中成為關(guān)鍵的競爭變量。

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據(jù)英特爾官方披露，Intel 18A-P為18A工藝家族首款性能增強(qiáng)迭代節(jié)點(diǎn)，目前已進(jìn)入風(fēng)險(xiǎn)試產(chǎn)階段。對比基準(zhǔn)18A工藝，該節(jié)點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)同等功耗下性能提升9%，同等性能下功耗降低18%；依托全新Power Boost能效增強(qiáng)方案，芯片熱阻下降20%-40%，層間過孔電阻降低10%-30%，同時(shí)完全兼容18A原有設(shè)計(jì)規(guī)則，客戶可直接復(fù)用成熟IP與設(shè)計(jì)流程。

除先進(jìn)邏輯制程升級(jí)外，英特爾代工在本次大會(huì)集中展出三大長線研發(fā)方向，分別為單片式CFET垂直晶體管、減成法釕互連工藝，以及氮化鎵與硅基邏輯單片集成技術(shù)。

英特爾官方明確，團(tuán)隊(duì)已完成300mm大尺寸硅基晶圓氮化鎵單片集成工藝驗(yàn)證，在同一片晶圓內(nèi)同步制備氮化鎵功率器件與硅基數(shù)字控制電路，片內(nèi)集成規(guī)模約1000個(gè)邏輯門的完整控制模塊。官方通稿表述，該單片集成方案能夠讓高效率功率器件與大規(guī)模數(shù)字控制單元在同一套制造工藝協(xié)同實(shí)現(xiàn)，從芯片底層減少分立器件組合帶來的外部布線、封裝層級(jí)，直接降低終端電源系統(tǒng)整體架構(gòu)復(fù)雜度。

英特爾同步披露該氮化鎵集成方案配套超薄襯底工藝，硅基底厚度可減至19微米，縮短載流子傳導(dǎo)路徑，降低寄生電阻損耗，同時(shí)優(yōu)化器件散熱能力，氮化鎵開關(guān)速度、高壓耐受指標(biāo)均保持穩(wěn)定一致性，整片300mm晶圓器件性能均勻度滿足量產(chǎn)研發(fā)標(biāo)準(zhǔn)。

傳統(tǒng)電源方案多采用氮化鎵功率芯片搭配獨(dú)立CMOS控制芯片分立封裝，兩類器件分屬不同產(chǎn)線制造，系統(tǒng)互連損耗、延遲、體積均存在固有短板，英特爾單片集成路線實(shí)現(xiàn)功率、控制電路同源制造。

從氮化鎵產(chǎn)業(yè)維度來看，本次英特爾在300mm產(chǎn)線完成異質(zhì)集成驗(yàn)證，補(bǔ)齊氮化鎵規(guī)?；圃礻P(guān)鍵環(huán)節(jié)。當(dāng)前全球氮化鎵器件量產(chǎn)多基于200mm及以下晶圓，300mm產(chǎn)線可大幅攤薄單片制造成本；而功率與控制單片整合，解決行業(yè)長期分立設(shè)計(jì)痛點(diǎn)。官方資料顯示，該技術(shù)面向AI服務(wù)器電源、車載電源適配器、工業(yè)工控電源等場景，可縮小電源模組體積、提升轉(zhuǎn)換效率。

（集邦化合物半導(dǎo)體整理）

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目前英飛凌、安森美、臺(tái)達(dá)、光寶、華為數(shù)字能源、匯川技術(shù)等海內(nèi)外行業(yè)龍頭均已完成氮化鎵電源技術(shù)布局并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品落地，麥格米特等本土廠商也持續(xù)跟進(jìn)技術(shù)迭代與成果展示。

1、性能優(yōu)勢突出，適配高端設(shè)備供電需求

相較于傳統(tǒng)硅基方案，氮化鎵憑借優(yōu)異的半導(dǎo)體物理特性，有效解決傳統(tǒng)電源效率低、體積大、高頻性能受限等行業(yè)痛點(diǎn)，目前已在服務(wù)器電源、工業(yè)電源、高端顯示電源、車載電源等場景實(shí)現(xiàn)規(guī)?；逃?。

氮化鎵屬于寬禁帶半導(dǎo)體材料，擊穿電場強(qiáng)度、飽和電子漂移速度均顯著優(yōu)于硅材料，器件開關(guān)速度較傳統(tǒng)硅MOSFET提升5至10倍，可支持兆赫茲級(jí)高頻工作，大幅降低開關(guān)損耗。

據(jù)行業(yè)資料顯示，在實(shí)際產(chǎn)品應(yīng)用中，氮化鎵電源整體損耗可降低60%以上，整機(jī)轉(zhuǎn)換效率普遍突破96%至98%，同時(shí)高頻特性可大幅縮減變壓器、電感等無源器件體積，讓電源整機(jī)體積、重量下降30%至50%，完美適配AI服務(wù)器高密度供電、數(shù)據(jù)中心節(jié)能降耗、高端設(shè)備小型化集成的行業(yè)需求。

2、全球廠商集體押注，氮化鎵電源進(jìn)入落地高峰期

受益于技術(shù)成熟度提升與成本下行，國內(nèi)外頭部電源設(shè)備企業(yè)、功率半導(dǎo)體廠商已相繼落地氮化鎵電源相關(guān)技術(shù)與產(chǎn)品布局。

英飛凌在其發(fā)布的官方技術(shù)白皮書中宣布，其GaN產(chǎn)品組合已全面擴(kuò)大至50多款，實(shí)現(xiàn)了40V到700V的全電壓段覆蓋。英飛凌重點(diǎn)推出了新一代CoolGaN? Transistor 650V G5系列，成功將導(dǎo)通損耗與開關(guān)損耗的品質(zhì)因數(shù)（FoM）提升了 30%~40%。

圖片來源：英飛凌白皮書

安森美的GaNEXUS?氮化鎵產(chǎn)品組合專門針對AI數(shù)據(jù)中心、工業(yè)自動(dòng)化高可靠電源場景開發(fā)，實(shí)現(xiàn)高頻率、高效率的穩(wěn)定運(yùn)行。

臺(tái)達(dá)早在2022年便與羅姆半導(dǎo)體達(dá)成氮化鎵器件戰(zhàn)略合作，聯(lián)合開發(fā)適配多場景的600V高壓GaN功率器件，同時(shí)依托其子公司碇基半導(dǎo)體的GaN產(chǎn)品，落地AI數(shù)據(jù)中心800V高壓直流電源方案，是英偉達(dá)生態(tài)核心電源供應(yīng)商。

光寶科技聚焦算力基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域，官方持續(xù)迭代基于氮化鎵技術(shù)的服務(wù)器電源模塊，主打高功率密度、高能效特性，適配AI集群大規(guī)模供電需求。

在NVIDIA GTC 2026大會(huì)上，光寶科技攜手云達(dá)科技（QCT）聯(lián)合展示了專為英偉達(dá)下一代AI平臺(tái)（如NVL72架構(gòu)）量身定制的110kW（千瓦）全機(jī)柜級(jí)電源系統(tǒng)（Power Shelf）。該系統(tǒng)通過深度集成高頻率、高密度的GaN元器件，實(shí)現(xiàn)了智能負(fù)載均衡與極高的功率流調(diào)控。

華為數(shù)字能源官方推出多款氮化鎵工業(yè)電源、數(shù)據(jù)中心UPS及車載電源產(chǎn)品，依托GaN高頻高效特性，實(shí)現(xiàn)設(shè)備能耗與體積雙優(yōu)化，廣泛應(yīng)用于算力中心、新能源場景。

匯川技術(shù)則立足工業(yè)與新能源賽道，官方落地高壓氮化鎵電源及電控配套方案，將GaN器件應(yīng)用于工業(yè)伺服電源、新能源電控供電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高端工業(yè)電源的技術(shù)升級(jí)與國產(chǎn)化落地。

國內(nèi)知名電源解決方案服務(wù)商#麥格米特 也官宣跟進(jìn)落地展示應(yīng)用成果。公司將在行業(yè)展會(huì)集中展示自研的第三代半導(dǎo)體氮化鎵電源產(chǎn)品，覆蓋高端顯示、工業(yè)及算力配套電源等應(yīng)用場景。

國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈方面也接連落地。英諾賽科8英寸硅基氮化鎵產(chǎn)線已實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定量產(chǎn)，全電壓平臺(tái)器件廣泛配套國內(nèi)頭部電源廠商。此外，英諾賽科聯(lián)合Allegro推出4.2kW全氮化鎵AI電源參考設(shè)計(jì)，進(jìn)一步降低數(shù)據(jù)中心高端電源的開發(fā)周期與落地門檻。

華潤微電子旗下潤新微電子推出的第四代D-mode GaN系列新品，憑借低導(dǎo)通損耗、高功率密度、寬電壓適配范圍等優(yōu)勢，已成功進(jìn)入AI服務(wù)器電源、高端工業(yè)電源等市場，并與相關(guān)領(lǐng)域的頭部客戶建立合作。

納微半導(dǎo)體在2026年COMPUTEX展會(huì)上，正式展出適配英偉達(dá)新一代機(jī)架系統(tǒng)的800V轉(zhuǎn)6V氮化鎵電源分配板方案，專為高端AI集群高密度、高效率供電場景定制開發(fā)。

3、結(jié)語

隨著AI算力建設(shè)、新能源產(chǎn)業(yè)持續(xù)擴(kuò)容，高端電源的國產(chǎn)替代與技術(shù)升級(jí)需求持續(xù)釋放。氮化鎵技術(shù)的普及，正推動(dòng)電源行業(yè)從傳統(tǒng)硅基時(shí)代，邁入高效、小型化、低能耗的第三代半導(dǎo)體全新發(fā)展階段，成為電力電子產(chǎn)業(yè)升級(jí)的核心驅(qū)動(dòng)力。

（集邦化合物半導(dǎo)體 林曉 整理）

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圖片來源：安森美

根據(jù)安森美官網(wǎng)發(fā)布的新聞稿，GaNEXUS?產(chǎn)品組合首批涵蓋40V至650V電壓范圍的GaNEXUS FET器件，同時(shí)推出集成保護(hù)功能的650V GaNEXUS Smart智能產(chǎn)品，可簡化系統(tǒng)集成流程并提升整體運(yùn)行可靠性。該系列具備更快開關(guān)速度、更低開關(guān)損耗的特性，可滿足下一代電源架構(gòu)對小型化、高效化的核心需求。

安森美表示，GaNEXUS?可與公司Treo平臺(tái)協(xié)同適配。Treo平臺(tái)集成感知、控制、保護(hù)及電源管理功能，二者結(jié)合可打造更智能、可靠且穩(wěn)健的系統(tǒng)級(jí)電源解決方案。同時(shí)，該產(chǎn)品組合與安森美現(xiàn)有硅基、EliteSiC（碳化硅）技術(shù)形成互補(bǔ)，為客戶提供覆蓋全電力傳輸鏈路的性能優(yōu)化選擇，適配不同應(yīng)用場景對能效、熱性能、系統(tǒng)尺寸及整體成本的差異化需求。

公開資料顯示，GaNEXUS?系列核心應(yīng)用場景包括AI數(shù)據(jù)中心供電、48V系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人、自動(dòng)化設(shè)備及能源基礎(chǔ)設(shè)施等。其中，AI數(shù)據(jù)中心作為核心發(fā)力領(lǐng)域，該系列可適配其高功耗、高密度的供電需求，助力降低能源損耗并提升系統(tǒng)穩(wěn)定性。

安森美半導(dǎo)體GaN部門副總裁Antoine Jalabert表示，當(dāng)前客戶對電源系統(tǒng)“更小空間、更大功率”的需求日益迫切，GaNEXUS?組合為電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了全新架構(gòu)選擇，賦予工程師更大設(shè)計(jì)靈活性，助力突破傳統(tǒng)電源架構(gòu)瓶頸。

（集邦化合物半導(dǎo)體整理）

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當(dāng)前硅基芯片功率承載能力存在天然局限，難以滿足未來高速無線通信對性能與能效的需求。氮化鎵作為寬禁帶半導(dǎo)體，具備高功率密度與高工作頻率優(yōu)勢，是6G通信、高功率雷達(dá)及衛(wèi)星通信的核心候選材料。但氮化鎵器件運(yùn)行時(shí)易產(chǎn)生局部熱點(diǎn)，嚴(yán)重影響器件可靠性并制約性能釋放，傳統(tǒng)表面生長金剛石層的方案還存在難以規(guī)?；?、寄生電容高等問題。

此次MIT團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新采用異構(gòu)集成工藝，將微米級(jí)氮化鎵晶體管（dielet）嵌入單晶金剛石超薄中介層。金剛石憑借已知材料中最高的導(dǎo)熱率，可快速擴(kuò)散熱量，使氮化鎵與硅基電路溫度趨于一致，顯著提升三維芯片系統(tǒng)可靠性。該技術(shù)徹底摒棄傳統(tǒng)表面覆蓋方案，有效消除寄生電容，保障器件高頻運(yùn)行速度。

經(jīng)測試，基于該技術(shù)制備的無線功率放大器，性能超越現(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道的所有同類器件，創(chuàng)下新的性能紀(jì)錄。論文第一作者、MIT電氣工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)系研究生Pradyot Yadav表示，無線設(shè)備無法靠單一材料實(shí)現(xiàn)全能性能，三維異構(gòu)集成是必然趨勢，而散熱與可靠性是規(guī)模化落地的核心瓶頸，此次突破有望打通高功率電子設(shè)備大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

據(jù)介紹，該制造工藝精度要求極高，涉及多材料系統(tǒng)集成，但可滿足商業(yè)化應(yīng)用的規(guī)?；a(chǎn)需求。技術(shù)可直接適配6G通信FR3頻段、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、高功率雷達(dá)及數(shù)據(jù)中心等場景，同時(shí)為下一代高功率射頻器件提供可復(fù)用的熱管理架構(gòu)。

（集邦化合物半導(dǎo)體整理）

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