指甲蓋大小的芯片能抗9000伏高壓 刷新世界紀(jì)錄。一枚僅指甲蓋大小的芯片,能夠承受9000伏的高壓。5月14日,湖北九峰山實(shí)驗(yàn)室宣布,其功率器件研發(fā)團(tuán)隊(duì)在今年3月成功研制出耐壓水平達(dá)到9.02千伏的氧化鎵“電子開關(guān)”,刷新了世界紀(jì)錄。短短一個(gè)多月內(nèi),全國已有超過10家企業(yè)和科研單位前來洽談合作。
9000伏的電壓相當(dāng)于普通家庭用電電壓的40多倍。在特高壓輸電、高鐵牽引供電、大型AI數(shù)據(jù)中心等場景中,都需要能夠安全切斷高壓電流的開關(guān)。電壓等級越高,對材料和工藝的要求就越嚴(yán)苛。目前主流的獨(dú)立功率器件受限于材料特性,要抗9000伏高壓通常需要配備占地兩平方米的設(shè)備機(jī)柜,占用面積大且能耗高。而使用氧化鎵材料則可以將這些設(shè)備做得更薄、更小。九峰山實(shí)驗(yàn)室的功率器件研發(fā)工程師彭若詩表示,氧化鎵理論上可以在滿足同等耐壓水平的同時(shí),將芯片面積和能耗降至原來的幾十分之一,未來一旦實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),將具有顯著的成本優(yōu)勢。
市場機(jī)構(gòu)預(yù)測,到2032年,全球氧化鎵市場規(guī)模將達(dá)到約4.5億美元。作為第四代半導(dǎo)體材料之一,氧化鎵的戰(zhàn)略價(jià)值備受關(guān)注。早在五年前,日本已將其列為重點(diǎn)支持的研發(fā)領(lǐng)域,美國也視其為重要的新興基礎(chǔ)技術(shù)。
2023年,九峰山實(shí)驗(yàn)室啟動(dòng)了氧化鎵領(lǐng)域的研發(fā)工作,目前已圍繞該材料布局了約百項(xiàng)專利,實(shí)現(xiàn)了從材料生長、外延片到器件設(shè)計(jì)和制造的全鏈條國產(chǎn)化。實(shí)驗(yàn)室的高效率協(xié)作模式使得材料專家、設(shè)計(jì)工程師與封裝人員能夠協(xié)同攻關(guān),器件耐壓性在短時(shí)間內(nèi)翻了一倍多。去年4月,實(shí)驗(yàn)室發(fā)布了另一款氧化鎵器件,截至目前,該器件已售出數(shù)百顆,在國內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)了氧化鎵科研級產(chǎn)品的量產(chǎn)及銷售。