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【国内新闻】氧化镓万伏千安PCAS超高压光导辅助开关器件迎来“元年”

日期:2025-08-11阅读:37

(本文转自碳化硅芯片学习笔记:来自一个碳化硅芯片业余爱好者二堡的学习笔记。原公众号属于个人学习笔记,仅为个人业余兴趣爱好,不涉及任何商业目的。)

        美国能源部在2018—2023年开展过一轮基于GaN的光导开关器件研究,将原本面向大功率微波与高压脉冲源的PCSS技术延伸至高压电网,但未取得预期效果。

        进入2025年,全球目光转向氧化镓,尤其是成本有望降至每片200元人民币的8英寸β-Ga₂O₃晶圆,其高临界击穿电场和优异鲁棒性被认为非常契合高压电网需求。

        2024年底至2025年初,笔者与国内外多方科研机构深入交流了“氧化镓万伏千安PCAS >20kV超高压光导辅助开关器件”的构想。

        当时在IEEE上,仅能找到一篇由美国劳伦斯实验室研究人员发表的相关论文。

        近期,美国能源部与DARPA已启动多个资金规模超300万美元的高压电网鲁棒性提升项目。我国虽在超高压电网系统和装备领域保持领先,但在核心器件技术上仍需补齐短板。值得关注的是,国内多家原从事碳化硅或GaN光导开关研究的团队,已迅速转向β-Ga₂O₃高压光导开关,北京半所、天津XX所、苏州XX所、西安某高校等均已启动研究。

        事实上,美国能源部在2017—2023年间就已布局GaN超高压光导开关研究,我国自2020年起也同步跟进并立项支持,多个研究所获得了充足的经费支持,半导体研究所就是其中之一。近期,南阳理工与半导体研究所从理论分析出发,针对>100kV超高压β-Ga₂O₃光导开关器件的可行性开展了深入研究,并在临界击穿电场强度、脉冲能量触发过程等方面获得了重要数据。

        2025年有望成为氧化镓万伏千安PCAS超高压光导辅助开关器件研究的“元年”。随着资金支持的持续加码,该领域的技术突破与产业化进程值得期待。