深圳平湖实验室研发团队取得新进展,成功研制出高性能低压氮化镓器件

深圳商报·读创客户端首席记者 王海荣 通讯员 石瑜

12月16日,记者从深圳平湖实验室获悉,该实验室研发团队在低压(15V-40V)氮化镓(GaN)功率器件领域取得突破性进展,成功研制出高性能低压GaN E-HEMT(增强型高电子迁移率晶体管)器件,关键性能达到国际先进水平,为高效、高功率密度计算芯片供电提供全新解决方案。

图片说明:8英寸低压(15V-40V)GaN-on-Si E-HEMT晶圆照片。 (图片来源于受访单位)

当前,随着人工智能的快速发展,计算芯片对供电系统在效率与功率密度方面提出了更高要求。传统硅基功率器件在性能提升上已逐渐接近物理极限,而作为宽禁带半导体代表之一的GaN器件,凭借其高电子迁移率、高速开关等特性,被视为下一代高效功率转换的核心。然而,在低压应用场景中,GaN器件的成本与性能优势尚未完全显现,成为制约其大规模应用的关键瓶颈。

面对这一挑战,深圳平湖实验室低压氮化镓研发团队依托实验室先进的8英寸硅基GaN科研中试平台,采用p-GaN增强型技术路径,先后攻克了一系列长期制约产业化的关键技术难题,涉及高迁移率外延技术、欧姆区二次外延技术、小尺寸线条制备技术等。其中,在小尺寸线条制备技术上,成功实现0.3微米栅线条与0.4微米欧姆开口线条制备。

图片说明:小尺寸线条制备(a)p-GaN 栅;(b)欧姆接触。 (图片来源于受访单位)

基于上述核心技术突破,深圳平湖实验室低压氮化镓研发团队成功研制出高性能15V-40V GaN E-HEMT器件。其中代表性的25V 器件的关键参数达到国际先进水平,大幅突破传统硅基技术的性能极限。

此项成果不仅证实了p-GaN增强型技术路线在高性能15V-40V低压GaN器件领域的可实现性与竞争力,也为下一代计算芯片供电提供了基于GaN的高效、高功率密度解决方案,有望重塑AI算力供电的技术与市场格局,推动整个产业向更高效、更节能的方向加速发展。

目前,基于该成果开发的晶圆级封装(WLCSP)器件已进入工程流片阶段,预计25V与15V电压等级WLCSP样品将分别于2026年第一季度和第二季度对外发布,将推动该技术的产业化应用进程。

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更新时间:2025-12-17

标签:科技   平湖   氮化   深圳   低压   器件   实验室   团队   功率   高效   技术   线条

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