指甲盖大小芯片顶得上两平米机柜 九峰山实验室“超级开关”刷新全球耐压纪录
湖北日报全媒记者 马文俊

九峰山实验室发布的超级开关氧化镓芯片晶圆
你能想象吗?一枚仅指甲盖大小的芯片,能够抗住9000伏的指甲高压。湖北九峰山实验室近期发布的盖大柜峰中国网直播商洛新闻网成果,让看似魔幻的小芯未来离我们更近一步。
5月14日从该实验室功率器件研发团队获悉,片顶自今年3月研制出耐压水平达到9.02千伏的得上氧化镓“电子开关”,并刷新世界纪录,两平短短一个多月来,米机已有全国10家多企业、山实刷新科研单位前来沟通合作。验室
9000伏,全球相当于普通家庭用电电压的耐压40多倍。在特高压输电、纪录高铁牵引供电、超级开关大型AI数据中心等场景中,指甲中国网直播商洛新闻网都需要能安全切断高压电流的开关。电压等级越高,对材料和工艺的挑战就越大。
如今主流应用的独立功率器件受限于材料,要扛住9000伏高压,得配上动辄占地两平方米的设备机柜,所需面积、功耗均大。新兴的碳化硅芯片尽管性能优异,但成本高昂。
“打个比方,同样建一座调控电流的‘水坝’,氧化镓材料可以将它修得更薄、更小。”九峰山实验室功率器件研发工程师彭若诗说,氧化镓理论上可在满足独立功率器件同等耐压水平时,芯片面积、能耗均降至其几十分之一,“未来一旦实现量产,将极具成本优势。”
根据市场机构预测,到2032年,全球氧化镓市场规模将达到约4.5亿美元。作为目前产业化进展最为迅速的第四代半导体材料之一,其战略价值也广受关注。早在5年前,日本已将其列为重点支持研发领域,美国也把它作为重要新兴基础技术。

负责此次氧化镓芯片研发的九峰山实验室功率器件研发团队
近年来,以九峰山实验室为代表的国内新型研发机构加速崛起。实验室功率器件研发团队成员基本都是硕士、博士毕业于国内名校的“95后”,对前沿应用需求敏感。从2023年启动氧化镓领域研发,他们已围绕该材料布局了约百项专利,实现了从材料生长、外延片,到器件设计和制造的全链条国产化。
“实验室的高效率协作模式,让材料专家、设计工程师与封装人员可以协同攻关,器件耐压性在短时间内翻了一倍多。”九峰山实验室功率器件研发工程师李明哲介绍,去年4月,实验室另一款氧化镓器件正式发布。截至目前,该器件已售出数百颗,在国内率先实现氧化镓科研级产品量产及销售。
尽管这枚新诞生的“电子开关”距离真正的产业化,还有很长的一段路要走,但在应用端的探索上,湖北已在全球范围内率先起步。
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