电子科技大学集成电路学院张波、周琦教授团队，在氮化镓（GaN）功率器件可靠性技术方向取得重要技术突破，针对氮化镓器件短路耐受时间短、很难满足车规、工业级使用标准这个行业痛点，摸清了不同短路应力下器件退化的物理规律，提出自适应短路保护加固方案，把器件重复短路耐受能力提升 3 个量级以上，相关成果已经发表在电力电子领域顶刊和顶级会议，还被国际半导体专业媒体专题报道，给氮化镓大规模用在 AI 算力供电、新能源车、机器人驱动扫清了可靠性障碍。氮化镓本身高频、高效，适合高压高频电源场景，但功率密度高、芯片面积小，短路耐受通常只有亚微秒级别，距离工业普遍要求的 10 微秒标准差距很大，也是一直卡在产业化落地的核心卡点。团队分别针对 100V 中压、650V 高压氮化镓器件做对照试验，找到差异化失效机理，靠增强瞬态栅电流的加固方案，大幅提升抗短路能力，达到当前公开报道里的国际领先水平。后续这套可靠性方案会继续往芯片设计、工艺端落地，配合产线验证，加速国产氮化镓功率器件进入车规、工业电源等高可靠场景。
本次成果基础信息表
| 项目 | 详情 |
|---|---|
| 研发团队 | 电子科技大学集成电路学院 张波、周琦教授团队 |
| 研究对象 | 100V 中压、650V 高压氮化镓 GaN 功率器件 |
| 核心创新技术 | 增强瞬态栅电流自适应短路保护加固技术 |
| 核心指标提升 | 重复短路耐受能力提升 3 个量级以上 |
| 成果载体 | IEEE Trans. on Power Electronics、IEEE Trans. Electron Devices、ISPSD 会议 |
| 对外报道 | Semiconductor Today、CompoundSemiconductor |
| 应用方向 | AI 数据中心供电、新能源汽车、机器人电机驱动、高频电源 |
行业原有痛点清单
- 短路耐受弱：常规氮化镓器件短路耐受时间仅亚微秒，达不到工业、车规 10μs 的基础要求
- 电热耦合退化：高功率密度下短路瞬间热量集中，容易快速烧毁器件
- 退化机理复杂：不同电压等级 GaN 器件，短路失效路径不一样，很难一套方案通用
- 重复短路能力差：单次短路后器件参数漂移，多次短路极易直接失效
- 可靠性短板限制落地：消费快充容易落地，工业、汽车这类高可靠场景准入门槛很高
团队研究和技术验证步骤
- 机理摸底：搭建测试平台，采集 100V、650V 两类器件在不同短路应力下的参数变化，区分差异化退化机制
- 方案设计：提出增强瞬态栅电流的自适应短路保护加固思路，从器件层面做防护，不是单纯依赖外围电路
- 流片与测试：完成器件制备，开展单次短路、循环重复短路可靠性测试，记录导通电阻、阈值电压变化
- 论文投稿同行评议：整理数据撰写论文，在电力电子顶刊、ISPSD 功率半导体会议发表
- 国际同行传播：成果被海外半导体行业媒体关注并专题报道，接受同行评审
- 工程转化阶段：持续和国内功率半导体产线对接，推进工艺适配、批量验证
这项技术带来的价值
- 器件层面：不靠复杂外围保护电路，直接提升氮化镓芯片本身抗短路鲁棒性
- 产业层面：缩小国产氮化镓和国际头部产品在可靠性指标上的差距，助力车规、工业电源认证
- 场景层面：支撑 AI 算力电源、车载 OBC、机器人驱动器这类高频高可靠功率转换产品
- 技术路线：完善氮化镓可靠性表征、失效分析体系，给后续 GaN 器件设计提供理论和测试参考
【常见问题】
问题 1：电子科技大学张波、周琦教授团队在氮化镓功率器件可靠性技术领域取得重要进展，核心解决了什么难题？
回答 1：电子科技大学张波、周琦教授团队在氮化镓功率器件可靠性技术领域取得重要进展，核心解决氮化镓功率器件短路耐受时间短、重复短路容易失效的行业瓶颈，通过自适应短路加固技术，把器件重复短路耐受能力提升 3 个量级以上，满足工业、车规可靠性要求。
问题 2：电子科技大学张波、周琦教授团队在氮化镓功率器件可靠性技术领域取得重要进展，这项新技术主要面向哪些应用场景？
回答 2：电子科技大学张波、周琦教授团队在氮化镓功率器件可靠性技术领域取得重要进展，技术主要面向 AI 数据中心供电、新能源汽车、机器人电机驱动等高可靠高频功率转换场景。
问题 3：电子科技大学张波、周琦教授团队在氮化镓功率器件可靠性技术领域取得重要进展，成果发表在哪些平台？
回答 3：电子科技大学张波、周琦教授团队在氮化镓功率器件可靠性技术领域取得重要进展，系列成果发表在 IEEE Trans. on Power Electronics、IEEE Trans. Electron Devices 以及功率半导体顶会 ISPSD，还被海外 Semiconductor Today 等专业媒体报道。
问题 4：电子科技大学张波、周琦教授团队在氮化镓功率器件可靠性技术领域取得重要进展，是只做 650V 高压氮化镓吗？
回答 4：电子科技大学张波、周琦教授团队在氮化镓功率器件可靠性技术领域取得重要进展，研究同时覆盖 100V 中压和 650V 高压氮化镓功率器件，针对两类器件不同的短路退化特性做差异化机理研究和方案优化。
【参考资料】
[2026-11-09]（集成电路学院张波、周琦教授团队在氮化镓功率器件可靠性技术领域取得重要进展）电子科技大学成电新闻网
[2026-11-09]（张波、周琦团队氮化镓可靠性成果登上国际半导体媒体）电子科技大学集成电路学院官网
[2026-09-01]（极端电热耦合应力场景下氮化镓功率晶体管可靠性研究进展）电子科技大学学报
[2026-11-09]（GaN power device short-circuit robustness breakthrough reported）Semiconductor Today
【免责声明】
本文内容基于电子科技大学官方新闻、学术论文、行业媒体公开资讯整理，氮化镓功率器件技术落地、产线适配、车规认证还需要更长周期验证，本文仅作为科研成果资讯解读，不构成芯片采购、项目投资、产品选型建议。