電子發燒友網報道（文 / 吳子鵬）根據 TrendForce 集邦咨詢的研究數據，預計氮化鎵（GaN）功率器件市場規模將從 2024 年的 3.9 億美元攀升至 2030 年的 35.1 億美元，年復合增長率達 44%。在此大背景下，國產氮化鎵器件發展潛力巨大。
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CSEAC 2025 以 “專業化、產業化、國際化” 為宗旨，涵蓋展覽展示、主旨論壇、專題論壇、圓桌對話、產業上下游對接會、人才招聘會、高?？蒲谐晒?、企業人力資源宣講會等多項活動。在 CSEAC 2025 功率及化合物半導體產業發展論壇上，來自中電化合物半導體有限公司、江南大學、上海芯導電子科技股份有限公司（以下簡稱 “芯導電子”）等機構的嘉賓，分享了相關主體在國產氮化鎵器件領域取得的進展。嘉賓們從材料外延、器件集成、應用落地等關鍵環節，系統呈現了國產 GaN 器件從技術突破到產業協同的全鏈條進展，勾勒出中國在第三代半導體核心領域的自主化發展藍圖。
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中電化合物半導體：錨定外延根基，多襯底路線拓寬產業賽道

作為產業鏈上游的關鍵力量，中電化合物半導體有限公司（以下簡稱 “中電化合物半導體”）副總經理唐軍在分享中，直指 GaN 器件的 “源頭核心”—— 外延材料技術。中電化合物半導體是由中國電子信息產業集團下屬公司華大半導體有限公司主導投資的高科技企業，致力于寬禁帶半導體材料的開發與生產，成立于 2019 年 11 月。官方資料顯示，該公司已在杭州灣新區數字經濟產業園建成包含百級超凈車間的材料生產線，正式向國內外市場供應商業化 4-8 英寸碳化硅（SiC）和 GaN 材料。
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在硅基 GaN 外延方向，國產技術已邁入產業化深水區。唐軍提到，國內企業已實現 8 英寸硅基 GaN 外延片的量產突破：英諾賽科成為國內首家基于 8 英寸硅基 GaN 完成全產業鏈布局并上市的企業；晶湛半導體更將技術拓展至 12 英寸，可提供適配 Micro LED 藍綠光、功率器件的大尺寸外延片。國際巨頭如英飛凌也已宣布開發 12 英寸硅基 GaN 晶圓技術，而國產企業在工藝穩定性與成本控制上的優勢，正逐步縮小與國際水平的差距。
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目前，石英（QST）、藍寶石等試驗性襯底已進入小批量應用階段。以藍寶石基 GaN 外延為例，該技術依托 LED 領域的成熟技術積累，正快速向功率器件方向滲透。唐軍表示，國內西電廣研院等機構已在 6 英寸、8 英寸藍寶石襯底上實現 GaN 功率器件的關鍵突破，外延片的晶體質量、均勻性均達到商用標準，未來有望成為中低壓功率場景的 “性價比之選”。
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在射頻器件核心的碳化硅基 GaN 外延領域，中電化合物半導體自身已深耕五年，實現了 4 英寸、6 英寸半絕緣碳化硅襯底上 GaN 異質結的穩定供應。其制備的外延片遷移率優異，可滿足 5G 基站功率放大器（PA）等高端射頻器件需求。更值得關注的是，深圳平湖實驗室最新發布的 “四度偏角導電碳化硅襯底 GaN 外延” 技術 —— 通過創新襯底切割角度，在導電碳化硅襯底上實現了與半絕緣襯底相近的異質結性能。這一技術不僅為降級碳化硅襯底開辟了新應用場景，更顯著降低了射頻 GaN 器件的襯底成本。
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江南大學：聚焦異質集成與輻照特性，拓展 GaN 器件應用邊界

江南大學黃偉教授的報告，從 “器件功能拓展” 與 “極端環境適應性” 兩個維度，為國產 GaN 器件的技術創新提供了新視角。其團隊在 GaN 高電子遷移率晶體管（HEMTs）/NPN 異質集成與輻照特性研究上的成果，打破了傳統 GaN 器件以表面型 HEMT 為主的技術局限，為 GaN 在高精度電路、抗輻射場景的應用奠定了基礎。
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在異質集成方面，黃偉教授團隊與中電化合物半導體合作，通過 “選區外延技術”，在 GaN HEMT 材料上原位生長 NPN 器件結構，成功制備出 GaN 雙極晶體管（BGT）器件。該器件突破了寬禁帶半導體導通電壓高的痛點 —— 導通電壓僅 1V 左右，較傳統 GaN HEMT（1.5V）降低 30% 以上；且溫度系數低，在 300K-400K 范圍內性能穩定性優異，理想因子控制在 1.1-1.4，電流增益（β）可達 800 以上，遠超傳統縱向器件的增益水平，有望作為核心器件應用于高精度基準電壓源。
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在輻照特性研究上，黃偉教授團隊發現了 GaN BGT 與傳統 GaN HEMT 截然不同的 “抗輻射機理”：傳統 GaN HEMT 經總劑量輻照后，界面態密度升高，閾值電壓漂移明顯，甚至出現 “電壓控制向電流控制” 的失效模式；而 GaN BGT 經輻照后，電流增益（β）反而提升，缺陷密度降低近 50%，能級向表面遷移，展現出 “輻照修復缺陷” 的獨特特性，抗輻射能力顯著優于 HEMT 器件。
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芯導電子：深耕應用落地，多結構 GaN 器件開啟規?；鲐?/strong>

芯導電子第三代產品線負責人龐亞楠的分享，將論壇焦點從 “技術研發” 拉向 “產業落地”，系統呈現了國產 GaN 功率器件從實驗室走向市場的實戰成果。截至目前，芯導電子已實現四類 GaN 器件結構的量產，覆蓋消費電子、家電、機器人等多場景需求。
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在共源共柵（Cascode）結構 GaN 器件領域，芯導電子發揮自身工藝優勢，開發出采用后氧工藝的肖特基隧穿晶體管（STT MOS），將閾值電壓提升至 4V 以上，高溫可靠性與靜電放電（ESD）能力顯著增強；同時通過封裝優化實現 “PIN to PIN” 設計，可直接替代傳統超級 MOS，解決了客戶的替換成本問題，目前已在 PD 快充、小家電領域大規模出貨。
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在 P 型 GaN 增強模式（E-mode）系列方面，芯導電子已完成三代技術平臺迭代。第三代平臺引入 “P 正導技術”，有效平衡電場與熱電子效應，大幅縮小芯片面積 —— 以 700V 器件為例，芯片面積可縮小至傳統超級 MOS 的 1/3-1/4，折合單顆成本已低于超級 MOS，徹底打破 “GaN 器件成本高” 的行業認知，為家電、工業電源領域的大規模替代鋪平道路。
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針對雙向導通與耐壓需求，芯導電子開發出兩類創新結構：在低壓場景（40V-100V），通過優化柵源間距，實現單顆 GaN 器件替代兩顆背靠背 MOS，已在掃地機、手機快充、機器人激光雷達領域量產，成為全球第二家實現該類器件規?；鲐浀钠髽I；在高壓場景，開發雙柵結構 GaN 器件，通過共用柵漏耐壓區域，芯片面積減小 40% 以上，可替代四顆絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）組成的整流電路，目前已進入樣品驗證階段。
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龐亞楠強調，芯導電子的技術路線始終以 “客戶需求” 為導向 ——2025 年重點布局的 8 英寸 GaN 平臺、900V 系列器件，將進一步覆蓋數據中心電源、車載充電器等中高壓場景；而在高端機器人領域，采用六顆 GaN 器件的電機驅動方案，已實現 “高精度、集成化、低功耗” 的應用目標，未來有望成為機器人關節電機的主流解決方案。