济南好成果丨世界首款1200V垂直型硅基氮化镓晶体管
创新赋能发展，成果见证实力。2025“济南好成果”现已发布，34项优质科技成果入选。这些成果集中展现了济南在新能源、信息技术、空天信息、人工智能等重点领域的科技突破与转化成效，充分彰显济南科创硬实力。市科技局将选取具有典型代表性的成果陆续发布。通过系列发布，展现济南科技创新与产业融合的深度实践，凸显“科技强市”战略下的泉城担当。
山东大学联合华为技术有限公司研制了世界首款1200V垂直型硅基氮化镓晶体管，为宽禁带半导体在中高压场景的低成本商业化应用提供了全新路径。该科技成果同时入选了“2025年度山东省十大科技创新成果”。
随着电子信息技术的快速发展，以碳化硅（SiC）和氨化镓（GaN）为代表的第三代宽禁带半导体以其耐高温、超高频、耐高压等性能优势，在诸多领域逐步替代传统硅基器件。其中，SiC主要应用于电动汽车、光伏逆变器等高压领域（>1200V）；GaN则更适用于5G通信、雷达系统和通用电源等低压领域（<650V）。在此背景下，650V~1200V的中高压区间，正逐渐成为GaN材料向上突破、SiC材料向下覆盖的重点攻关方向。GaN要实现在中高压领域的应用，须突破耐高压、大电流承载等瓶颈。当前，日本丰田、日本罗姆等企业已开发出基于GaN衬底的1200V垂直型GaN晶体管。该结构相较于传统水平型器件，在耐压能力、功率密度和散热性能等方面优势显著，具备在中高压场景的应用潜力。但是，2英寸GaN衬底单价约1.5万元，过高的成本限制了其规模化应用。
在国家和省级科技计划项目的支持下，山东大学联合华为技术有限公司基于大尺寸、低成本的硅衬底，率先攻克了导电缓冲层以及氟离子注入终端技术，开发了垂直型GaN功率晶体管的外延生长及器件制备工艺，研制出世界首款1200V垂直型硅基GaN晶体管。该器件的耐击穿、导通电阻等性能与基于 GaN 衬底的垂直型GaN晶体管相当，但成本仅有GaN衬底的1/900,为千伏级电力电子系统提供了高性能、低成本的核心半导体元件。下一步，山东大学将加快该成果在车载充电机、服务器电源等中高压场景的落地应用，全面提升我国在宽禁带半导体领域的产业引领力。