九峰山实验室发布的氧化镓芯片晶圆
你能想象吗？一枚仅指甲盖大小的芯片，能够抗住9000伏的高压。湖北九峰山实验室近期发布的成果，让看似魔幻的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，自今年3月研制出耐压水平达到9.02千伏的氧化镓“电子开关”，并刷新世界纪录，短短一个多月来，已有全国10家多企业、科研单位前来沟通合作。
9000伏，相当于普通家庭用电电压的40多倍。在特高压输电、高铁牵引供电、大型AI数据中心等场景中，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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