近30位专家齐聚CSPSD2025，探讨氮化镓及超宽禁带功率器件新未来

摘要：氮化镓作为第三代半导体的核心材料之一，凭借大禁带宽度、高电子迁移率和良好热导率等诸多优异特性，在功率器件领域正展现出前所未有的巨大应用潜力。特别是在新能源汽车和AI数据中心等前沿领域，氮化镓技术已成为实现电能高效转换的关键突破口。与此同时，超宽禁带功率器件作为

氮化镓作为第三代半导体的核心材料之一，凭借大禁带宽度、高电子迁移率和良好热导率等诸多优异特性，在功率器件领域正展现出前所未有的巨大应用潜力。特别是在新能源汽车和AI数据中心等前沿领域，氮化镓技术已成为实现电能高效转换的关键突破口。与此同时，超宽禁带功率器件作为新一代半导体技术的核心方向，凭借其大禁带宽度、高击穿电场、低能耗等优势在多个高精尖领域有巨大应用潜力，发展备受关注，器件性能、关键技术等在不断进步。

5月23-24日，2025功率半导体器件与集成电路会议（CSPSD 2025）于南京召开。本次会议由第三代半导体产业技术创新战略联盟（CASA）指导，南京邮电大学、极智半导体产业网（www.casmita.com）、第三代半导体产业共同主办。南京邮电大学集成电路科学与工程学院（产教融合学院）、北京麦肯桥新材料生产力促进中心有限公司承办。电子科技大学、南京邮电大学南通研究院、苏州镓和半导体有限公司、扬州扬杰电子科技股份有限公司、北京国联万众半导体科技有限公司、ULVAC爱发科集团等单位协办。

CSPSD2025平行论坛2

氮化镓及超宽禁带功率器件

其中，氮化镓及超宽禁带功率器件分会围绕氮化镓、III/V族化合物半导体功率器件与功率集成，氧化镓/金刚石功率器件与集成技术，面向功率器件及集成电路的核心材料、装备及制造技术等主题，来自产业链相关专家、高校科研院所及知名企业近30位报告人共同深入探讨，追踪最新进展。九峰山实验室功率器件负责人、碳化硅首席专家袁俊，西交利物浦大学高级副教授刘雯，中国科学院微电子研究所研究员黄森，南京大学教授谢自力，海思科技有限公司马俊彩受邀共同主持了本次分会。

特邀主持人

袁俊，九峰山实验室功率器件负责人、碳化硅首席专家

刘雯，西交利物浦大学高级副教授

谢自力，南京大学教授

黄森，中国科学院微电子研究所研究员

马俊彩，海思科技有限公司

主题报告人

叶建东，南京大学电子科学与工程学院副院长、教授

得益于单晶衬底制备和n型外延掺杂技术的日益成熟，氧化镓在功率电子器件领域的发展十分迅速，器件部分性能指标已超越碳化硅的理论极限，充分展现出氧化镓巨大的发展潜力。南京大学电子科学与工程学院副院长、教授叶建东做了“氧化镓异质结构与器件”的主题报告，报告介绍了南京大学团队在氧化镓超宽禁带半导体材料与器件方面的研究进展，同时展望超宽禁带半导体领域的关键挑战。

巩贺贺，香港大学博士后研究员

香港大学博士后研究员巩贺贺做了“Ga2O3和GaN多维器件：超结、多沟道及FinFET”的主题报告，目前GaN和Ga2O3功率器件的性能远低于材料极限。最近，新一代GaN和Ga2O3功率器件已经证明了由多维器件架构（如超结、多通道和多栅极）实现的性能飞跃。这些架构可以在额外的几何尺寸上实现静电工程。报告介绍了在开发此类设备方面所做的努力，并介绍高频转换器应用的示例，展示在电路应用中的优势。

徐光伟，中国科学技术大学研究员

中国科学技术大学研究员徐光伟做了“基于掺杂调控和缺陷工程的氧化镓功率器件研究”的主题报告，分享相关研究成果。报告指出，研究围绕超宽禁带氧化镓功率器件技术，开展了氧化镓表/界面工艺研究、高效终端方案设计与研制、新器件结构设计、可应用化模型和电路开发。发展了表面刻蚀、表面保护、界面退火和电偶极子层等工艺方案，解决了氧化镓界面缺陷高以及无终端结构器件性能差的问题。设计了热氧高阻终端、结终端拓展、断面终端以及复合终端结构，攻克了氧化镍载流子可控生长、选区热氧工艺、低损伤刻蚀工艺，有效抑制了边缘峰值电场，研制了大电流和高反向阻断能力的氧化镓功率二极管器件。设计并研发了首个氧化镓增强型渐变沟道MOSFET、增强型JFET和UMOSFET。建立了统一的紧凑模型，将模型写入SPICE中，成功搭建并验证了全波整流器电路和升压电路。多种器件性能处于世界前列，并验证了超宽禁带氧化镓功率电子器件具有极好的应用前景。

张茂林，南京邮电大学教授

南京邮电大学教授张茂林做了“超宽禁带半导体氧化镓功率器件及其可靠性研究”的主题报告，介绍了IC-GAO，并分享了氧化镓功率器件及其可靠性。报告显示，通过集成续流二极管，实现氧化镓MOSFET低开启电压反向导通，同时击穿电压达到2340 V，TMAH溶液修复能够提高界面质量，从而降低氧化镓SBD漏电流，增强器件可靠性。

魏进，北京大学集成电路学院研究员

北京大学集成电路学院研究员魏进做了“GaN功率器件动态电阻与动态阈值电压”的主题报告，分享了相关研究进展，报告讨论动态阈值电压对电路可靠性带来的巨大挑战及其解决方案，比如通过集成二极管抑制动态阈值漂移带来的反向导通损耗增大，通过新型栅极结构攻克栅极耐压与阈值稳定性的矛盾。

陈敦军，南京大学电子科学与工程学院副院长、教授

南京大学电子科学与工程学院副院长、教授陈敦军做了“p-NiO/AlGaN/GaN HEMT功率器件及其载流子输运与调控”的主题报告，分享最新研究成果。报告显示，研究开展了AlGaN/GaN HEMT结构上的p-NiO的再生长制备和退火工艺的优化，通过p-NiO/AlGaN界面重构，实现了对界面载流子输运的调控，制备得到了阈值电压为1.5 V的常关型p-NiO栅AlGaN/GaN HEMT器件。进一步通过优化设计p-NiO-RESURF终端结构，将p-NiO栅AlGaN/GaN HEMT器件的击穿电压从1100 V提高至1600 V以上。

刘新科，深圳大学功率半导体器件及AI能源监测工程技术研究所所长，材料学院、射频异质异构集成全国重点实验研究员

深圳大学功率半导体器件及AI能源监测工程技术研究所所长，材料学院、射频异质异构集成全国重点实验研究员刘新科做了“低成本垂直GaN功率器件”的主题报告，以经济高效的方式报告GaN功率器件上的GaN，包括垂直和横向GaN器件，并讨论了器件物理和技术，如材料生长技术、边缘终端技术、欧姆接触工程等。

明鑫，电子科技大学教授

低压GaN器件在高频大电流应用场景中展现出巨大潜力，有望成为突破硅基供电系统局限性的关键技术。电子科技大学教授明鑫做了“面向AI服务器电源的低压GaN驱动电路设计挑战”的主题报告，围绕低压GaN的驱动应用展开讨论，分享了驱动挑战，以及发展路线和思考。报告指出，Si PWM控制器 + GaN pre-driver的方式，寄生效应影响最小，完美适应高频。驱动功耗、GaN模拟IP精度是关键。

刘超，山东大学集成电路学院晶体材料全国重点实验室教授

山东大学集成电路学院晶体材料全国重点实验室教授刘超做了“1.5 kV Fully-Vertical GaN-on-Si Power MOSFETs”的主题报告，分享650伏准垂直型硅基氮化镓功率MOSFET、基于导电缓冲层完全型垂直硅基氮化镓MOSFET、1500伏完全垂直型硅基氮化镓功率MOSFET等最新研究成果。报告显示，研究打破异质衬底上垂直型GaN功率MOSFET击穿电压与关态漏电记录。低阻硅衬底+导电缓冲层，共同构建垂直导电沟道，实现完全垂直型器件；提出氟离子注入隔离终端，替换刻蚀隔离方案，有效缓解器件边缘电场聚集；解决栅极沟槽电场聚集问题，实现了击穿电压从1277 V到1495 V的大幅提升。

杨可萌，南京邮电大学副教授

南京邮电大学副教授杨可萌做了”高耐压氮化镓功率器件及其建模技术”的主题报告，分享了GaN基横向功率器件耐压理论，以及GaN基横向功率器件电场均匀化技术等研究进展。报告指出，构建耐压理论，为功率器件的结构设计提供优化判据。横向变宽度技术是GaN基横向功率器件中最有望实现均匀表面电场的技术。

孙钱，中国科学院苏州纳米所研究员

中国科学院苏州纳米所研究员孙钱做了”氮化镓基功率电子器件研究进展“的主题报告。

中国科学院微电子研究所研究员黄森做了”高可靠GaN基MIS-HEMT功率器件与集成“的主题报告，从如何精确表征界面态/体陷阱和揭示界面态物理起源，以及研发有效的工艺处理方法抑制界面态等方面详细介绍了如何提高自主超薄势垒AlGaN(

赵胜雷，西安电子科技大学教授

器件击穿机理对系统应用电压、功率密度、长期可靠性等都有着重要影响。相比于Si、SiC器件，GaN HEMT器件在击穿表征方法、雪崩击穿机制、栅极漏电机制、双向阻断结构、宇航辐照退化机理等方面存在显著区别。为实现GaN HEMT器件的高性能应用，多维度、全方位深入研究GaN HEMT器件的击穿机理至关重要。西安电子科技大学教授赵胜雷做了”GaN HEMT器件击穿机理多维度分析与探讨”的主题报告，分享了相关研究成果。

孟无忌，英诺赛科（苏州）半导体有限公司产品应用经理

英诺赛科（苏州）半导体有限公司产品应用经理孟无忌做了”氮化镓“上车”之路——InnoGaN在电动汽车应用方案和优势“的主题报告，报告指出，GaN系统损耗在0-40A范围内系统损耗优于IGBT总损耗降低30% @40A，GaN方案核心优势，在于提升工作频率，减小磁器件和电容尺寸，功率密度提升30%，整机重量减小20%。效率提升2%，电源生命周期内预计可以为用户节省1500元充电费用，增加约10000公里的续航里程。

袁俊，九峰山实验室功率器件负责人

九峰山实验室功率器件负责人袁俊做了”新型多级沟槽氧化镓功率器件的研究“的主题报告，分享了平面及多级沟槽二极管、横向FET及垂直MOSFET的研究进展，以及九峰山实验室氧化镓应用推进及新器件的探索。报告显示，研究尝试探索“多级沟槽+高阻氮离子注入或异质p-NiO”构造高电场掩蔽（Ga2O3内部临界电场5-8MV/cm)；开发出大电流肖特基区电场更缓和的高可靠性多级沟槽 JBS 二极管，从科研级单管走向产业应用；探索大电流垂直MOSFET结构，构造垂直MOS栅介质（Al2O3等）电场掩蔽，提升栅介质可靠性；开发了Planar SBD器件成套工艺，具备较好的正向电流和反向耐压等。

贺小敏，西安理工大学副教授

β-Ga2O3在材料方面优越的特性使其在电力电子器件等诸多领域有着重要的应用价值。西安理工大学副教授贺小敏做了“β-氧化镓外延薄膜生长研究”的主题报告，分享4H-SiC衬底上β-Ga2O3外延薄膜研究、AlN衬底上β-Ga2O3外延薄膜研究的最新成果。报告指出，研究了LPCVD方法中工艺参数、衬底偏角和衬底Si/C面对4H-SiC衬底β-Ga2O3 异质外延薄膜质量的影响；获得了4H-SiC衬底上（-201）高度择优取向的高质量的β-Ga2O3异质外延薄膜；研究了LPCVD方法中工艺参数对AlN衬底β-Ga2O3 异质外延薄膜质量和电特性的影响；分析了AlN/β-Ga2O3 异质结电传输特性；研究了AlN/β-Ga2O3 异质结界面电子特性。

郭高甫，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所

中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所郭高甫做了“垂直型氧化镓FinFET及相关器件研究”的主题报告，分享了E-mode β-Ga2O3 FinFET、β-Ga2O3 Fin Diode的相关研究成果。

章建国，中国科学院宁波材料技术与工程研究所博士

中国科学院宁波材料技术与工程研究所博士章建国做了“3 kV级超宽禁带Diamond/ε-Ga2O3异质p-n结二极管”的主题报告，报告显示，研究有效解决了传统平衡超结因高剂量引起的PN结提前击穿问题，显著提升了器件性能。基于兼容工艺，建立了高温高压SOI超结BCD工艺平台，集成了5 V至200 V不同耐压级别和工作模式的系列器件，能满足175℃车规级高温高压应用需求。

常恒典，南京邮电大学

南京邮电大学常恒典博士做了“共聚物有机半导体：独特电热协同效应引领柔性功率集成新路径”的主题报告，介绍了电热协同效应。报告显示，未来需引入梯度掺杂、微柱阵列等纳米结构，进一步调控电热场分布与载流子路径。研发高介电常数、柔性复合材料，增强介电阻隔，抑制电场峰值。设计可互联的柔性电源管理模块，实现系统级集成。在可穿戴电源、柔性太阳能供电等场景中进行原型测试，评估功率密度、热管理能力及环境适应性。建立电、热、机械力多场耦合仿真平台，实现器件级性能预测与优化。引入老化、循环弯折等应力变量，评估长期可靠性与柔性耐久性。

杨树，中国科学技术大学教授

中国科学技术大学教授杨树做了“高压低阻垂直型GaN功率电子器件研究”的主题报告。

罗鹏，南京氮矽科技有限公司总经理

南京氮矽科技有限公司总经理罗鹏做了“集成驱动氮化镓芯片的必要性与发展趋势“的主题报告，报告显示，SIP+SOC产品，具有复杂的逻辑功能由更成熟的Si工艺完成；GaN工艺主要含保护所需的信号采集功能等特点。具有完成更精细的保护逻辑且准确度更高；成本优化明显等优势。

张洁，西交利物浦大学芯片学院助理教授

西交利物浦大学芯片学院助理教授张洁做了”基于用原位氧化p-GaN层钝化的高击穿电压低动态RON非蚀刻E-mode GaN HEMT“的主题报告。报告显示，通过对p-GaN帽进行氧等离子体处理（OPT），制备了一种具有显著抑制电流崩溃的非蚀刻E型p-GaN栅极HEMT。通过OPT和后退火工艺制备了原位晶体GaOx/GaOxN1-x钝化层。通过采用这种无蚀刻制造技术，保留了原始的高质量p-GaN/AlGaN界面，2DEG和表面态之间的距离为15nm至85nm。

周峰，南京大学副研究员

南京大学副研究员周峰做了“氮化镓功率器件辐射效应与加固技术研究”的主题报告，分享相关研究进展。报告显示，研究了p-GaN HEMT、MIS-HEMT、Diodes等多种类型器件的辐照特性，包括首次实现了＞500V抗辐照加固GaN HEMT器件，评估了p-GaN HEMT在辐照、功率开关工况下的能量转换效率以及大气中子辐照的失效率。

施宜军，工业和信息化部电子第五研究所高级工程师

工业和信息化部电子第五研究所高级工程师施宜军做了“P-GaN HEMT栅极ESD鲁棒性及改进方法”的主题报告，分享了ESD鲁棒性及改进方法。报告显示，研究开展了P-GaN HEMT栅极ESD鲁棒性及改进方法研究；单脉冲ESD应力器件发生破坏性失效；重复脉冲ESD鲁棒性：次数增加，退化越严重；漏极偏置电压将会影响器件栅极ESD鲁棒性等。相关研究成果为提高肖特基栅p-GaN HEMT栅极的ESD承受能力提供了理论和技术支撑。

朱昱豪，青海大学能源与电气工程学院讲师

青海大学能源与电气工程学院讲师朱昱豪做了“用于功率转换应用的GaN单片集成”的主题报告。

任开琳，上海大学微电子学院副教授

上海大学微电子学院副教授任开琳做了“E型GaN HEMT和pFET的稳定性增强研究”的主题报告。

现场展示交流

会议同期，特别设有先进半导体技术应用专业展区，聚焦第三代半导体产业链，提供交流合作的平台，推动资源高效对接，助力捕捉合作新机遇。扬杰科技、国联万众、爱发科、超芯星、镓和半导体、矢量科学仪器等产业链代表性企业亮相，业界同仁现场互动探讨。此外，会议期间还设有专门的POSTER交流环节，展示相关最新研究成果的同时，促进产学研不同产业链环节的沟通协作。

POSTER交流环节

南京的电子信息产业基础良好，近几年来，南京市战略性新兴产业发展十分迅速，其聚焦于创新型产业集群的发展，特别强调在未来产业新赛道上的领先地位，包括新一代人工智能、第三代半导体等。当前，南京在集成电路产业链发展上形成了以中电科五十五所等为核心的晶圆制造业，以中兴光电子等引领的设计业，以华天科技为龙头的封测业，以及国盛电子、晶升科技等为代表的IEC支撑业，共同构成了协同发展的全产业链格局。

南京也拥有很强的电子信息科研力量。其中，作为本次大会的主办单位之一，南京邮电大学是信息特色鲜明的国家“双一流”和江苏高水平大学建设高校。始终坚持走大信息特色发展之路，构建了“信息材料、信息器件、信息系统、信息网络、信息应用”五位一体的大信息发展格局。高度重视集成电路学科发展，在相关领域进行了诸多探索和实践，取得了一系列丰硕成果。并形成集成电路领域“政产学研用”创新发展平台。