硅基化合物功率器件的设计与集成应用是电力电子领域的重要研究方向之一。在高功率、高频率和高温环境下，具有较高的效率和性能等优势。
4月27-28日，“2024功率半导体器件与集成电路会议（CSPSD 2024）”在成都召开。本次会议在电子科技大学和第三代半导体产业技术创新战略联盟指导下，由电子薄膜与集成器件国家重点实验室、电子科技大学集成电路研究中心、成都信息工程大学、极智半导体产业网、第三代半导体产业、中国电源学会元器件专业委员会共同主办。会议除开幕大会，还设置了两大平行论坛。其中“硅基、化合物功率器件设计及集成应用”平行论坛上，实力派嘉宾代表们深入研讨，分享相关技术最新研究成果，探讨发展趋势与前沿，观点交互，碰撞激发新的思路，共同促进产业技术发展。电子科技大学教授周琦，西安电子科技大学教授周弘，氮矽半导体总经理罗鹏，莱普科技副总经理潘岭峰，重庆邮电大学教授黄义，电子科技大学教授明鑫共同主持了该分论坛。
海思半导体功率半导体器件部技术专家包琦龙
《ICT场景下中低压(<200V) GaN器件应用挑战》
在ICT领域，中低压 GaN 器件可应用于光伏优化器，二次电源，三次电源等应用场景。相较于Si MOS器件，可获得更小的开关损耗和驱动损耗以及高频开关速度。但截止目前，中低压GaN依然未在市场上大批量应用，针对器件FOM优值的提升、可靠性的研究、封装的改进、应用风险的指导仍存在提升空间。海思半导体功率半导体器件部技术专家包琦龙做了“ ICT场景下中低压(<200V) GaN器件应用挑战”的主题报告，从器件性能、可靠性、应用等角度展开探讨，总结中低压GaN器件当前的应用挑战，激发同行领域的共同思考，推动GaN的规模应用。
成都氮矽科技有限公司资深GaN器件总监刘勇
《PGaN增强型GaN功率器件设计与仿真技术》
成都氮矽科技有限公司资深GaN器件总监刘勇做了“PGaN增强型GaN功率器件设计与仿真技术”的主题报告，介绍PGaN增强型GaN功率器件设计与仿真技术。其中器件设计部分主要包括衬底选择、外延设计、器件结构设计、版图设计、工艺选择、器件迭代与优化、器件trade-off考虑、合封与新型器件结构展望等内容，介绍器件各方面设计的原则和不同技术对器件特性的影响。仿真技术部分简单介绍仿真模型、静态特性仿真和动态特性仿真，简要介绍器件仿真的原则和仿真结果评价。
广东工业大学教授张紫辉
《GaN功率半导体器件仿真建模与制备研究》
半导体仿真技术是基于TCAD有限元的一种半导体器件分析方法，通过求解泊松方程、薛定谔方程等与半导体内载流子输运与复合的物理方程，研究半导体器件的电流-电压等特性，可视化半导体内部的能带分布、电场/电势分布等表征半导体器件的关键参数，即依托计算平台，通过建立数理模型，对半导体器件进行“外延生长”、“器件制备”、”器件表征及分析”。广东工业大学教授张紫辉做了“GaN功率半导体器件仿真建模与制备研究”的主题报告。对GaN功率半导体器件开展详细讨论，详细阐述半导体器件仿真技术在GaN功率半导体器件设计和制备过程中的关键作用，同时深入探讨影响半导体器件性能指标的关键因素，并开发出GaN功率半导体材料与器件相关的数理模型，助力半导体制造领域的发展。
中国科学院微电子所研究员蒋其梦
《氮化镓功率器件开关安全工作区的研究》
硅基氮化镓横向功率器件，作为下一代高密度电力系统的主流器件之一，已经在电子消费产品中得到大规模应用。然而由于氮化镓功率器件有限的电气可靠性，特别是在硬开关工作环境中的动态电阻退化效应，阻碍了其在ICT电源等大功率领域中的大规模应用。中国科学院微电子所研究员蒋其梦做了“氮化镓功率器件开关安全工作区的研究”的主题报告。报告显示，其研究提出了动态安全工作区的测试方法和寿命提取。搭建了硬、软开关模式自动切换的测试平台。研究了各种工作模式下的动态电阻特性。详细讨论并联GaN器件的动态安全工作区。报告认为从可靠性的角度来看，GaN器件并联的使用寿命也很重要,与单器件配置相比，并联是延长还是缩短开关寿命值得探讨。
北京工业大学副教授张亚民
《氮化镓异质界面温升表征方法》
北京工业大学副教授张亚民做了“氮化镓异质界面温升表征方法”的主题报告，其研究针对异质材料中界面热阻的测量问题，提出了一种基于瞬态温升采集和热阻构成分析技术的界面热阻测量方法；设计、制备了与测量方法相匹配的具备独立温度传感器与微加热器结构的一体化热阻测试芯片； 基于一体化热特性测试芯片，搭建一套界面热阻测量系统，并对测量样品进行刻蚀，保证了热量的一维传输，提高界面热阻占比，成功实现了GaN on Si样品中界面热阻的测量，为界面热阻的测量提供一种更便捷的表征方法。
电子科技大学研究员魏杰
《高速低损耗SOI LIGBT新结构与机理研究》
电子科技大学研究员魏杰做了“高速低损耗SOI LIGBT新结构与机理研究”的主题报告。低导通压降Von和低关断损耗Eoff之间的矛盾关系是IGBT器件优化设计的主要指标之一。报告介绍了多种高速低损耗LIGBT新器件结构，包括：阳极端具有多晶硅电阻场板和具有自适应PMOS结构的两种LIGBT新结构，二者通过调控阳极端载流子行为，导通时消除snapback现象，关断时提供电子快速抽取路径以加速关断并降低Eoff。新结构均获得了更优的Von- Eoff折中关系。
广东工业大学副教授周贤达
《非晶氧化物半导体功率器件：理论极限和初步实现》
广东工业大学副教授周贤达做了“非晶氧化物半导体功率器件：理论极限和初步实现”的主题报告，单晶材料体系下的所有宽禁带半导体均存在两大固有劣势：分立器件制造成本高、集成器件与CMOS电路兼容性差。非晶氧化物半导体（AOS）的能带结构几乎不受原子无序排列的影响，在信息显示领域是构建薄膜晶体管的主流材料。AOS功率器件可以在大面积衬底上制备，也可在标准CMOS电路的上方集成。研究通过实验手段提取了AOS材料的ECR，并基于其独特的载流子迁移率特性给出了RON, sp——BV之间的理论极限。在此基础上，还通过实验证实AOS功率器件可以达到“硅极限”，提出并验证了片上三维功率集成的概念。
南方科技大学助理教授赵骏磊
《Ga-O原子间势函数及其应用研究》
南方科技大学助理教授赵骏磊做了“Ga-O原子间势函数及其应用研究”的主题报告，由于Ga-O成键复杂度高，缺乏准确的原子间势函数，Ga-O-N体系以及相对更为成熟的Ga2O3体系的现有计算仿真研究均局限于针对百原子级的第一性原理计算。然而万原子级以上的大尺度计算体系对揭示原子级动力学机理至关重要。重点介绍本团队开发的Ga-O原子间势函数，该势函数适用于多相态共生体系的大尺度模拟研究，对深入探索Ga2O3生长调控机制、重要结构特性具有重要研究意义，也为进一步探索Ga-O-N体系提供所必须的研究基础。
中国电子科技集团公司第十三研究所工程师韩仕达
《高功率氧化镓肖特基二极管研究》
高功率氧化镓肖特基二极管具有高开关速度、低导通电阻、高温稳定性、高功率密度、低漏电流和快速开发周期等诸多优点，在高频、高功率密度和高温度的功率电子应用中具有广泛的应用前景。中国电子科技集团公司第十三研究所工程师韩仕达做了“高功率氧化镓肖特基二极管研究”的主题报告,分享了最新研究成果。
上海大学副教授任开琳
《一种新型氮化镓基发光高电子迁移率晶体管：面向高分辨率显示与高速光通信》
上海大学副教授任开琳做了“一种新型氮化镓基发光高电子迁移率晶体管：面向高分辨率显示与高速光通信”的主题报告，其研究提出并制造了一种新型的GaN基发光高电子迁移率晶体管（LE-HEMT），研究工作为显示器阵列及其驱动器的单片集成提供了一种解决方案，以提高开关速度，使其成为高分辨率显示器和高速可见光通信（VLC）应用的有前途的候选者。
哈尔滨工业大学副教授刘本建
《金刚石半导体材料及功能器件研究》
金刚石半导体材料及功能器件的研究涉及到材料制备、器件设计和性能优化等多个方面，在电子、光电、生物医学等领域都有着广泛的应用前景，同时也为材料科学和器件技术的发展提供了新的可能性。哈尔滨工业大学副教授刘本建做了“金刚石半导体材料及功能器件研究”的主题报告，分享了最新研究成果。
电子科技大学博士黄磊
《金刚石半导体器件可靠性新机制》
电子科技大学黄磊博士（代替电子科技大学教授、电子科技大学长三角研究院（湖州）集成电路与系统中心主任徐跃杭）做了题为“金刚石半导体器件可靠性新机制”的主题报告，目前，在金刚石半导体器件中，氢终端金刚石器件的截止频率、输出电流和输出功率表现优异，在微波功率、电力电子领域中展现出较好的应用潜力。然而，氢终端金刚石器件仍面临严峻的可靠性挑战。报告介绍了其团队在金刚石半导体器件可靠性机制和模型方面的进展，并进一步针对氢终端金刚石场效应晶体管输出特性不稳定的现象，提出了取向极化效应新概念，揭示了导致输出特性不稳定的机理。
南京邮电大学南通研究院执行副院长姚佳飞
《高K介质在横向功率器件中的应用》
南京邮电大学南通研究院执行副院长姚佳飞做了“高K介质在横向功率器件中的应用”的主题报告，横向功率器件具有击穿电压高、电流大、易于集成等优点，在功率集成电路中得到了广泛的应用。击穿电压（BV）和比导通电阻（Ron，sp）之间的关系是LDMOS的主要矛盾。研究表明，高k电介质可以有效地缓解这一矛盾。报告分享了高k电介质在横向功率器件中的应用相关最新研究进展。
成都海威华芯科技有限公司生产总监林书勋
《新型功率半导体器件在新基建中的应用》
成都海威华芯科技有限公司生产总监林书勋做了“新型功率半导体器件在新基建中的应用”的主题报告，新基建中特高压，新能源汽车，5G基站，高速铁路，人工智能，大数据中心等领域大量的使用了新型功率半导体器件，使以新型功率半导体为核心的系统具备更快的速率、更高的效率以及更低的能耗，新型功率半导体发展进入了快车道，报告从SiC、GaN材料的基本特性出发，介绍新型功率半导体器件在新基建领域应用的优势及难点。
西交利物浦大学高级副教授刘雯
《用于功率转换系统的氮化镓单片集成》
西交利物浦大学高级副教授刘雯做了”用于功率转换系统的氮化镓单片集成“的主题报告，通过刻蚀凹槽后淀积栅介质在硅基GaN上得到的E-mode GaN MIS-HEMTs具有低漏电、高栅极电压容限等优点，同时D-mode器件的阈值电压可控。基于这些优点，可以在功率集成电路中减少保护电路，并且驱动设计更为简单，从而实现更紧凑的集成电路结构。其研究通过使用MIS-HEMTs常关型和常开型器件(D-mode和E-mode)，成功在同一芯片上进行集成，实现了集成驱动、控制、保护模块的All GaN功率变换电路。
香港科技大学助理教授孙佳慧
《肖特基型p-GaN栅HEMT的栅极抗静电鲁棒性》
香港科技大学助理教授孙佳慧做了“肖特基型p-GaN栅HEMT的栅极抗静电鲁棒性”的主题报告，在半导体器件的制造、测试、封装、运输和应用过程中，不可避免地会遇到静电放电（ESD）事件，导致器件过电压或过电流。报告聚焦于肖特基型p-GaN栅HEMT的栅极抗静电鲁棒性研究。在准静态电流-电压（I-V）测试中，最大反向栅电流和反向栅击穿电压均高于正向情况，然而正向栅极抗ESD鲁棒性却强于反向情况。研究发现这种矛盾是由于肖特基p-GaN栅独有的自我保护机制引起的，报告中详细阐述了该机制。
北京大学研究员魏进
《如何使GaN功率器件如Si MOSFET一样简单易用？》
北京大学研究员魏进做了“如何使GaN功率器件如Si MOSFET一样简单易用？”的主题报告，GaN功率器件与功率集成电路已经进入商业化早期，逐渐在消费类市场取得应用。然而，相较于Si MOSFET，现有的GaN功率器件产品在使用上具有更高的门槛，阻碍了GaN器件的快速推广。报告针对上述GaN功率器件易用性方面的难题，展示多种新型器件技术，证明GaN功率器件可以如Si MOSFET一样简单易用，从而推动其进入更广泛的应用领域。
电子科技大学博士赵飞云
《基于化合物半导体异质结的高性能器件设计与制备》
电子科技大学赵飞云博士（代替电子科技大学基础与前沿研究院副院长巫江）做了“基于化合物半导体异质结的高性能器件设计与制备”的主题报告，报告主要围绕新型化合物半导体光电薄膜材料设计和制造，介绍了基于新型化合物半导体薄膜在光电子器件中的研究工作进展，包括化合物半导体异质外延工艺、基于半导体低维异质结构的高性能光电探测器设计以及面向光电传感应用的半导体激光器的设计与制造等研究工作。
湖南三安半导体有限责任公司研发经理刘成
《应用于工业及汽车市场的GaN功率器件制造技术》
湖南三安半导体有限责任公司研发经理刘成做了“应用于工业及汽车市场的GaN功率器件制造技术”的主题报告，涉及降本以及质量管理体系等。成本优势也是工业及汽车应用市场导入GaN器件设计的重要驱动力。在芯片制造环节，通过大规模生产制造和产业链上下游合作及整合来应对成本挑战。在降本的同时也不断强化质量管理体系以保障产品质量的严格管控。
云镓半导体技术总监唐高飞
《氮化镓功率器件与工业级应用前景》
云镓半导体技术总监唐高飞做了“氮化镓功率器件与工业级应用前景”的主题报告，报告指出目前GaN功率器件在消费电子应用中已经有了较高的市场渗透率，在工业级应用也逐渐进入，尤其是信息通信和再生能源领域。在数据中心的供电链路中，使用GaN器件对于效率的提升意义巨大。而在新能源领域，如微型逆变器和OBC等应用中，GaN器件结构的创新以及驱动集成技术的引入，将推动GaN功率器件挖掘出更大的性能与成本潜力。
松山湖材料实验室工程师王方洲
《低损耗高耐压Si基GaN双向阻断功率器件研究》
松山湖材料实验室工程师王方洲做了“低损耗高耐压Si基GaN双向阻断功率器件研究”的主题报告，研究提出了p-GaN/Schottky交替岛漏极结构，优化开启电压和反向击穿电压的折衷关系；提出了Schottky-MIS级联漏极结构，优化导通压降和反向泄漏电流的折衷关系。通过在松山湖材料实验室公共技术平台进行的全流程工艺制备，获得了低开启电压、低导通压降、低反向泄漏电流、高反向击穿电压的高性能Si基GaN双向阻断功率器件。同时，面向应用需求进行了工艺整合，实现了整片晶圆上大栅宽双向阻断GaN功率器件原型的工艺制备。相关的研究成果可为低损耗高耐压Si基GaN双向阻断功率器件的发展提供优良的解决方案。
中国科学技术大学研究员徐光伟
《氧化镓垂直功率半导体器件》
中国科学技术大学研究员徐光伟做了“氧化镓垂直功率半导体器件”的主题报告，氧化镓垂直功率半导体器件具有高功率密度、低导通电阻、高频特性、高温稳定性、快速开关特性等优点，高频、高功率密度和高温度的功率电子应用中具有广阔的应用前景。随着制造工艺的不断改进和成熟，氧化镓垂直功率器件的性能和可靠性得到了显著提升。中国科学技术大学研究员徐光伟做了“氧化镓垂直功率半导体器件”的主题报告，分享了相关研究成果与进展。
西安电子科技大学博士后王晨璐
《高压大功率氧化镓晶体管研究》
高压大功率氧化镓晶体管（GaN HEMT）具有许多优异的性能特点，适用于多种高功率和高压应用场景。西安电子科技大学博士后王晨璐做了“高压大功率氧化镓晶体管研究”的主题报告，分享了相关研究成果与进展。
西交利物浦大学李帆
《氢处理p-GaN栅器件开发与单片集成电路共设计流程》 视频报告
西交利物浦大学李帆做了“氢处理p-GaN栅器件开发与单片集成电路共设计流程”的视频主题报告，分享最新研究成果。
此外，在CSPSD2024另一个平行分论坛——“高压器件设计、集成及封装应用”上，同样吸引力来自全国各地的科研及产业界代表们深入研讨，追踪高压器件设计、集成及封装应用技术发展与前沿趋势。与会者深度参与，现场学习氛围浓厚，交流探讨十分热烈。
备注：根据现场有限资料整理，仅供参考！如有出入，敬请谅解！
