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電子發燒友網綜合報道氧化鎵器件又有新突破！深圳平湖實驗室聯合山東大學、杭州鎵仁半導體等，成功研制出具備萬伏級耐壓能力的垂直結構氧化鎵光導開關器件，這項成果于2026 年2月完成驗證并正式發布，不僅讓器件擊穿電壓突破10000V大關，更實現動態導通電阻低于10歐姆、電壓轉換效率超過 80%、開啟響應時間進入亞納秒量級的綜合優異性能，標志著我國在全球范圍內率先邁入氧化鎵萬伏級器件實用化階段。

光導開關是脈沖功率技術、高電壓高速控制等領域不可或缺的核心元器件，其核心價值在于依靠光信號實現對高壓電路的通斷控制，憑借光電隔離、響應迅速、抗電磁干擾能力強等獨特優勢，成為先進能源裝備、特種電子系統與前沿科學研究中的關鍵部件。

在未受到光照時，作為器件核心基底的氧化鎵材料處于高阻狀態，能夠可靠承受上萬伏高壓而不被擊穿，當脈沖激光照射到器件表面時，光子會激發材料內部產生大量電子 - 空穴對，使其瞬間由高阻轉變為低阻狀態，電路快速導通，激光停止照射后，載流子迅速復合，器件恢復高阻阻斷狀態，而垂直結構的設計讓電流垂直流通，電場分布更為均勻，在提升耐壓水平的同時有效降低導通損耗，完美適配高壓、高速、低損耗的應用需求。

氧化鎵作為新一代超寬禁帶半導體材料，是這款10kV光導開關能夠實現性能突破的核心根基，其本征材料特性為萬伏級器件提供了不可替代的支撐。氧化鎵擁有極高的理論擊穿場強，遠超傳統硅、碳化硅和氮化鎵等材料，能夠在更薄的材料層中實現萬伏級耐壓，從根源上降低器件導通電阻，同時它具備優異的光敏特性，能夠對脈沖激光做出亞納秒級的快速響應，保障開關的超快觸發速度。

本次成果的實現，得益于鎵仁半導體自主研發的高質量氧化鎵半絕緣襯底，該公司不僅具備各尺寸襯底的規模化制備能力，更在 2026 年 3 月實現全球首個 8 英寸氧化鎵同質外延生長，破解了氧化鎵產業化的核心瓶頸，其襯底結晶質量、厚度均勻性與電學穩定性均達到國際領先水平，成為支撐萬伏級器件工程化驗證的關鍵基礎，為高性能光導開關的研制筑牢了材料根基。

未來在高壓直流輸電智能化控制領域，10kV氧化鎵光導開關能夠實現快速投切與故障限流，提升柔性直流電網的穩定性與輸電效率，降低系統損耗與復雜度；在大功率脈沖產生系統中，可提供納秒級陡沿、萬伏級高壓的大電流脈沖，支撐電磁發射、強磁場裝置等前沿科研設備運行；在先進粒子加速器領域，能夠滿足高精度、高穩定的超快高壓脈沖調制需求，助力前沿物理研究突破；在國防高技術裝備與先進能源裝備中，可適配雷達、特種電源、新能源中高壓并網、儲能變流等場景，憑借強抗干擾能力與極端環境適應性，保障系統高效可靠運行。

從技術發展與產業落地的視角來看，10kV 氧化鎵光導開關的成功研制，只是我國第四代半導體技術發展的重要起點，未來這項技術將朝著更高性能、更全場景、更規模化的方向持續邁進。

短期來看，科研團隊將進一步推進萬伏級器件的系列化開發，提升產品壽命、一致性與可靠性，推動8英寸氧化鎵襯底與外延片穩定供給，在直流輸電、脈沖源、先進加速器等領域落地示范工程；中長期來看，器件耐壓水平將向 20kV 至 30kV 甚至更高目標突破，導通損耗與響應速度持續優化，隨著襯底、外延、器件、封裝、應用全鏈條實現自主可控，產業化成本不斷降低，氧化鎵光導開關將全面滲透到智能電網、新能源、航空航天、醫療放療、大科學裝置等更多關鍵領域，逐步成為高壓功率器件的主流技術方案之一。

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