华为公司与山东大学的研究团队近日联合宣布，他们在高压电力电子器件领域取得了重大突破。双方成功开发出一种1200V全垂直GaN-on-Si沟槽MOSFET，其核心技术创新——氟注入终端（FIT-MOS）技术——显著提升了器件的性能，使其达到了与成本高昂的GaN衬底器件相当的水平。这项研究成果为千伏级电力电子系统提供了极具成本效益的解决方案。

该研究成果已以《1200 V Fully-Vertical GaN-on-Si Power MOSFET》为题，发表于国际顶级期刊《IEEE电子器件快报》（IEEE Electron Device Letters）上。

图片来源：IEEE Electron Device Letters

图为：（a）具有氟注入端终端（FIT-MOS）的全垂直硅基氮化镓沟槽 MOSFET 的结构示意图和（b）沟槽栅极区域截面扫描电子显微镜（SEM）图像

高压功率器件的性能瓶颈通常出现在其终端区域。传统的垂直GaN器件多采用“台面刻蚀终端”（MET）技术，即通过物理刻蚀形成隔离沟槽来耐受高压。然而，这种结构的尖角处极易产生电场集中效应，如同水坝的薄弱点，导致器件的实际击穿电压远低于理论值，限制了其在高压领域的应用。

山东大学与华为的团队颠覆了这一思路。他们创新的FIT-MOS技术，不再依赖物理“硬隔离”，而是通过向终端区域精确注入氟离子，形成一个高电阻的“电场缓冲层”。这一“柔性”设计能够有效分散和耗散电场，彻底消除了电场拥挤效应。

信息来源：IEEE Electron Device Letters 图片制作：集邦化合物半导体

实验结果表明，这项技术实现了性能的大幅提升。

• 击穿电压：相较于传统MET器件的567V，FIT-MOS器件的击穿电压飙升至1277V，实现了超过125%的性能飞跃。
• 综合性能优异：该器件同时展现了极佳的商业化潜力，其阈值电压为3.3V（易于驱动控制），开关比高达10⁷，比导通电阻低至5.6mΩ·cm²。
• 关键指标：衡量功率器件综合性能的核心指标——巴利加优值（Baliga's Figure of Merit）高达291MW/cm²，这一数值不仅在GaN-on-Si器件中遥遥领先，更是首次在硅衬底上达到了可与顶级GaN-on-GaN器件竞争的水平。

此前7月，华为旗下海思技术有限公司正式进军碳化硅功率器件领域，推出了两款1200V工规SiC单管产品——ASO1K2H035M1T4和ASO1K2H020M1T4，专门面向工业高温、高压场景。这两款产品均采用TO-247-4封装，具备优良的导通和快速开关特性，能够在高温高压环境下保持稳定性能。

4月22日，华为正式推出业界首个全液冷兆瓦快充解决方案，该方案搭载了华为自主研发的碳化硅芯片，其能量密度是传统硅基器件的3倍。

而在市场应用方面，今年4月，华为数字能源业务部门正在大力推广其基于SiC技术的光储产品和快速充电桩，以应对市场对高效率和高功率密度的迫切需求。在今年第二季度，华为面向欧洲市场推出的新一代FusionSolar智能光伏逆变器全面采用了自研的SiC核心组件。

该系列产品凭借其卓越的散热和高频特性，在高温和复杂电网环境下依然能保持最高99.5%的转换效率，显著优于传统硅基产品，一经发布便获得欧洲光伏市场头部集成商的批量订单。

此外，华为的FusionCharge 720kW超充终端也应用了SiC技术，实现了充电10分钟，补能200公里的超快充电速度，已在多个城市的公共充电网络中投入运营，极大地提升了用户体验。

（文/集邦化合物半导体 竹子 整理）