電子發燒友網綜合報道 近日，安森美發布器垂直GaN功率半導體技術，憑借 GaN-on-GaN 專屬架構與多項性能突破，為全球高功率應用領域帶來革命性解決方案，重新定義了行業在能效、緊湊性與耐用性上的標桿。

在全球 AI 數據中心、電動汽車等高能耗應用推動能源需求激增的背景下，功率半導體的能效與功率密度已成為技術升級的核心瓶頸。而垂直GaN與目前市面上主流的橫向 GaN 器件不同，該技術采用單芯片 GaN-on-GaN 設計，讓電流垂直貫穿芯片本體而非沿表面傳導，這種類似 “建造摩天大樓而非平房” 的創新架構，徹底釋放了氮化鎵材料的性能潛力。

其核心優勢源于精密的制造工藝與獨特的材料特性：在超過 1000℃（接近火山熔巖溫度）的高精度控制熔爐中，原子以每層十億分之一米的精度逐層沉積，實現晶體的完美均勻性；而氮化鎵本身的六方纖鋅礦結構，使鎵原子與氮原子交替堆疊，賦予其遠超立方硅的獨特電子與光學性能。依托紐約錫拉丘茲研發團隊的深耕，該技術已斬獲 130 多項全球專利，全面覆蓋基礎工藝、器件設計、制造及系統創新四大核心環節。

實測數據顯示，垂直 GaN 器件可輕松應對 1200V 及以上高壓，能量損耗較傳統方案降低近 50%，同時體積僅為市售橫向 GaN 器件的三分之一。更高的開關頻率還能將電容器、電感器等無源元件尺寸縮減約一半，實現 “更小體積、更低能耗、更低散熱需求” 的三重突破，為高功率系統的輕量化、緊湊化設計提供了關鍵支撐。

安森美的垂直氮化鎵技術采用單芯片設計，可應對1200V及以上高壓，高頻開關大電流，能效卓越。基于該技術構建的高端電源系統能降低近50%的能量損耗，同時因其更高的工作頻率，因而電容器和電感等被動元件尺寸可縮減約一半。而且，與目前市售的橫向GaN器件相比，垂直氮化鎵器件的體積約為其三分之一。

在 AI 數據中心領域，隨著算力需求爆發式增長，部分數據中心耗電量已超越中小型城市，800V DC-DC 轉換器的功率密度與成本控制成為關鍵。垂直 GaN 技術通過減少元器件數量，顯著提升轉換器功率密度，大幅優化單機架成本，為 AI 算力擴張提供高效能源支撐。

電動汽車與充電基礎設施領域，該技術可打造更小、更輕、更高效的車載逆變器，直接提升車輛續航里程；同時賦能更快、更緊湊、更穩健的充電設備，破解電動汽車 “充電慢、設備大” 的行業痛點。

在可再生能源與儲能系統中，垂直 GaN 的高電壓處理能力與低能耗優勢，可提升太陽能、風能逆變器的能量轉換效率，為電池變流器和微電網提供快速、高密度的雙向供電，助力清潔能源規模化應用。

此外，在工業自動化領域，它能研發出體積更小、散熱更佳的電機驅動與機器人系統；在航空航天、國防安全領域，其高可靠性、強穩健性與緊湊設計的特性，正助力打造下一代高性能裝備。

而目前垂直GaN也已經成為行業的一個焦點方向。今年7月，廣東致能CEO黎子蘭博士，在瑞典舉辦的全球氮化物半導體頂尖會議ICNS(國際氮化物半導體會議)上發表邀請報告，首次報道了廣東致能的垂直GaN HEMT功率器件技術。

致能半導體全球首次在硅襯底上實現了垂直的GaN/AlGaN結構生長和垂直的二維電子氣溝道(2DEG)。以此為基礎，致能實現了全球首個具有垂直2DEG的常開器件(D-mode HEMT)和全球首個垂直常關器件(E-mode HEMT)。通過去除生長用硅襯底并在背面制作漏電極，器件實現了垂直的電極結構布局和極高的散熱能力。