这项GaN技术获奖，累计创收17.8亿元

插播：英诺赛科、能华半导体、致能科技、万年晶半导体、京东方华灿、镓奥科技、鸿成半导体、中科无线半导体、铭扬半导体、镓宏半导体、镓未来、氮矽科技等企业已参编《2024-2025 氮化镓（GaN）产业调研白皮书》，参编咨询请联系许若冰（hangjiashuo999）。

近日，据安徽大学官网报道，该校先进电力电子与电能变换团队自主研发的“超高功率密度直流变换器关键技术与应用”项目，荣获日内瓦国际发明展金奖以及安徽省技术发明一等奖。该项目通过聚焦氮化镓功率器件、直流变换器拓扑设计等方面，成功破解了高密度变换器在极端环境下应用的技术壁垒。

该报道提到，这些基于氮化镓技术的功率转换器已在雷达、航空器等关键装备和新能源领域大显身手，累计创造新增销售17.8亿元。

据该项目负责人胡存刚教授介绍，团队从新型氮化镓功率器件、高功率密度电路设计、先进数字控制策略三个层面系统开展功率变换器原始创新，构建起器件-电路-控制三位一体的体系。其中，在功率器件层面，该团队首创栅极自发光氮化镓器件，攻克高频开关振荡与阈值漂移难题，实现MHz级极端环境下可靠运行。

该项目研发的功率转换器，具备体积小巧、功率密度超高、耐恶劣工作环境的特点，突破了传统电源在功率密度方面的局限，仅需传统百瓦手机快充大小，便可实现最高1500W输出，其功率密度远超同类型传统DC-DC电源。

对此，我国电力电子学科权威专家罗安院士领衔的专家委员会进行了成果鉴定，认为该项目成果整体处于国际领先水平。

另据悉，通过产学研协同攻关，该项目的创新成果已形成三大系列30余款装备级功率变换器系列产品，项目授权发明专利60余件，发表学科顶级期刊论文50余篇，构建起自主可控的技术专利池。

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国家知识产权局官网显示，一项名为“具有栅极自发光功能的氮化镓器件和制备方法”的专利由安徽大学胡存刚教授团队发明并授权。具体如下：

氮化镓器件的栅极结构自上而下包括：半透明金属层、P型层、势垒层和沟道层。当对栅极施加正向驱动电压时，电子与空穴分别从沟道和栅极金属双向注入到异质结中，部分电子与空穴发生复合并产生光子，并穿过半透明金属电极发射出栅极。

器件栅极结构在制备过程中采用半透明栅极金属技术，利用耐等离子体刻蚀的金属层保护栅极结构不受等离子体的刻蚀，并且保持良好的透光性。本发明使得相关测试仪器能够捕捉分析透过半透明栅极产生的电致发光，从而实现光学测试与电学测试同步分析。

近年来，氮化镓器件凭借高迁移率、低导通、高电压、小型化轻量化、更高电能转换效率、更高的功率密度等方面优势，已逐渐应用于新能源汽车、太阳能光伏、数据中心、伺服驱动、D类功放、激光雷达等涉及电能转换的相关领域，帮助降低系统成本和能耗，并实现小型化和轻量化。

尤其是光控高压功率器件，凭借其卓越的抗电磁干扰 (EMI) 能力和更低的开关延迟，在电网和可再生能源应用领域拥有良好的前景。同样具备市场前景的“超高功率密度直流变换器关键技术与应用”项目的突破，还为氮化镓进一步深入极端环境的应用提供核心技术支撑。

安徽大学表示，这一创新成果为重大装备装上了“智慧心脏”，为我国重大装备的自主可控注入强劲动能，标志着我国在国产化超高功率密度直流功率变换器领域实现了重大突破。

此前，行家说Research预计，到2028年全球GaN功率半导体市场的产值将达24.98亿美元，具备高成长空间。如今随着氮化镓技术的迭代更新，其将迎来更广阔的应用蓝海和增长机遇。

本文发自【行家说三代半】，专注第三代半导体（碳化硅和氮化镓）行业观察。

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