氮化镓功率半导体在可再生能源储备、数据中心等领域拥有巨大的应用前景，硅基氮化镓功率器件方面，国际上材料、器件、驱动、电源模块已批量应用。氮化镓功率器件也在朝高功率密度、高频、高集成化方向发展。
近日，在第八届国际第三代半导体论坛（IFWS）&第十九届中国国际半导体照明论坛（SSLCHINA）的”氮化镓功率电子器件技术“分论坛上，美国弗吉尼亚理工大学助理教授张宇昊带来了题为“中高压（1-10kV）氮化镓功率器件新进展”的主题报告。
报告指出，近些年来，氮化镓成为了主流的功率半导体之一。氮化镓高电子迁移率晶体管已经实现了15 V到650 V电压等级的商用化。然而，对于650 V到10 kV的中高压电力电子应用（电动汽车，电网，新能源，高铁等），人们常常认为碳化硅相比于氮化镓更有优势。近期关于中高压氮化镓功率器件的研究为这个比较提供了新的观点。
研究显示，一系列1.2 kV到10 kV的氮化镓功率器件的品质因素（figure of merit）超过了碳化硅单极器件的理论极限，并远高于相同等级碳化硅商用器件的品质因素。这些氮化镓器件基于垂直或水平架构，其中一些在美国、日本等国家已经初步量产，并实现了传统氮化镓器件所欠缺的雪崩和浪涌能力。这些器件的关键结构包括鳍状沟道、多沟道外延、三维p-n结等。这些进展为中高压器件的发展提供了新的动力并极大拓展了氮化镓功率器件的应用场景。
嘉宾简介
张宇昊现在是美国弗吉尼亚理工大学电力电子研究中心(Center for Power Electronics Systems, CPES)助理教授，并领导该中心的器件和功率半导体研究。该中心由Fred Lee创立，现得到超过80家公司的资助，拥有电力电子领域基于高校的最大的产业联盟之一。
张宇昊于2013年和2017年在麻省理工学院分别获得硕士及博士学位，并于2011年在北京大学物理系获得本科学位。其研究兴趣包括功率器件、宽禁带和超宽禁带半导体材料、器件封装、以及电力电子应用。已发表文章100余篇，涵盖多个领域（IEDM, ISPSD, APEC, IRPS, EDL, APL, T-PEL, JESTPE, T-ED, Nature等），有5个已经授权的美国专利，并完成超过50次邀请报告。并获得2017年麻省理工学院Microsystems Technology Laboratories最佳博士论文奖、2019年IEEE George Smith Award (IEEE EDL年度最佳论文奖)、2020年和2021年两度IEDM Tipsheet of Technical Highlight荣誉、2021年美国National Science Foundation CAREER奖、2021年弗吉尼亚理工优秀助理教授奖、2022年弗吉尼亚理工Faculty Fellow奖。其多名博士生获得2021 APEC最佳报告奖、2021 IEEE Power Electronics Society最佳博士论文报告奖等奖项。其工作被Nature Electronics, Semiconductor Today, Compound Semiconductor Magazine等媒体报道50余次。
