深圳商报·读创客户端首席记者 王海荣 通讯员 平讯

12月24日，记者从深圳平湖实验室获悉，在国家科技重大专项支持下，该实验室在高压1200V级氮化镓（GaN）功率器件领域取得关键性突破。研发人员首次在8英寸Si衬底上实现了超过8微米的低翘曲GaN外延，并成功验证了1200V等级科研小器件电性，关键性能达到国际先进水平，为提升数据中心800V母线供电、工业电机驱动等关键产业的核心元器件自主供应能力奠定了坚实基础。

图片说明：深圳平湖实验室8英寸高压（1200V）GaN-on-Si E-HEMT晶圆照片。 （受访单位供图）

当前，AI数据中心供电、工业电机驱动等大功率应用对电能转换系统的效率和功率密度提出了更高要求。硅基与碳化硅基功率器件在高频场景下的性能已日趋瓶颈，GaN器件凭借其高耐压、高开关速度的优势，成为高压、高频、高效功率转换的核心。然而，在1200V级的应用场景中，GaN器件在大尺寸、低成本制造和高耐压能力等方面，仍面临关键挑战。

深圳平湖实验室高压GaN研发团队依托实验室先进的8英寸硅基GaN科研中试平台，通过厚膜外延和场板优化，攻克了大尺寸低翘曲厚膜外延技术、高性能高压器件制备技术等一系列制约产业化的关键技术难题。研发人员首次在8英寸硅衬底上制备了厚度大于8微米的GaN外延层，实现了超过2.25kV的外延纵向耐压，外延翘曲＜30微米。与此同时，在8英寸厚膜外延上制备了1200V增强型Si基GaN HEMT 科研小器件，器件展现出良好的增强型特性（阈值电压大于2V）和高耐压能力（漏极击穿电压大于2kV）。

目前，基于该成果开发的1200V级GaN HEMT器件已完成科研小器件电性验证，关键特性达到国际先进水平，正在积极推进工程样品的封装与可靠性验证，预计首批1200V封装样品将于明年三季度对外发布。此项成果不仅突破了在8英寸Si衬底上实现超厚GaN外延的关键壁垒，还证实了1200V级GaN HEMT器件在高频大功率高压应用中的可行性。

公开资料显示，GaN（氮化镓）是一种化合物半导体材料，主要用于制造高电子迁移率晶体管（HEMT），即GaN HEMT。这种器件相较于传统的硅（Si）材料，具有更高的导电效率和更低的开关损耗，能够在高温、高电压和高频率的环境下稳定工作。GaN功率器件是基于GaN材料的高效能半导体器件，具有低导通损耗和优异的高速开关性能，广泛应用于电源管理和高频应用。

据了解，本月以来，深圳平湖实验室已多次对外发布在GaN功率器件研发上的新进展。

其中，12月4日，深圳平湖实验室对外发布信息，称在低压（15V-40V）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。

平湖实验室本月19日发布的信息显示，该实验室近日在高压650V GaN功率器件领域取得关键进展，成功研制出高性能高压 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，可为数据中心一次电源、工业机器人、车载OBC提供有竞争力的解决方案。