随着新能源、储能与新型电力系统对高压功率芯片需求持续攀升，碳化硅器件规模化应用之后，超宽禁带半导体氧化镓被视作下一代功率电子的核心赛道。长期以来，氧化镓垂直 MOSFET 受掺杂、沟道制备等工程难题制约，器件通流能力偏弱、漏电控制困难，一直卡在实验室原理验证阶段，距离工业化芯片制造存在明显鸿沟。近期，上海镓驰动力科技完成 β Ga₂O₃垂直 MOSFET 芯片第一阶段迭代流片验证，推出全 球首 款导通电流突破 1 安的增强型氧化镓垂直功率器件，凭借自研器件架构与成套工艺方案，实现多项关键指标刷新国际公开纪录，也为半导体工艺设备、表征检测装备带来新的应用场景与升级方向。
氧化镓凭借超高击穿场强、低导通损耗、耐高温等材料本征优势，在高压大功率电力电子场景具备巨大潜力。但产业端最大卡点并非材料本身，而是垂直结构器件的工程化制造。p 型稳定掺杂难题，使得全 球氧化镓垂直 MOSFET 普遍存在通流不足、耐压波动、漏电流偏高问题，此前公开成果始终未能实现安培级稳定工作，严重限制器件在储能变流器、工业电源等场景落地。要突破这一瓶颈，单纯依靠材料外延优化远远不够，必须从器件结构设计、精密离子注入工艺、配套检测表征全链条协同攻关。
本次技术攻关的核心亮点，集中在器件元胞结构创新与成套制备工艺体系构建。研发团队跳出传统氧化镓器件设计框架，自主开发适配高压垂直器件的元胞与终端结构，通过精细化电场调控，降低器件局部电场集中效应，同步提升击穿耐压与长期工作稳定性。在工艺环节，团队攻克氧化镓沟道自对准离子注入工艺，解决垂直器件沟道轮廓精准成型、掺杂浓度均匀可控等工程痛点，搭建起面向大功率氧化镓芯片的专属工艺路线，顺利完成完整流片制造与电学测试验证。离子注入工艺的落地，不仅是器件层面的突破，也对半导体注入机、光刻、刻蚀等前道工艺设备提出新的定制化需求，推动国产半导体设备厂商适配超宽禁带材料的特殊加工工况。
整套器件性能指标经过系统表征验证，产业化价值突出。器件采用 750V 电压平台设计，实测击穿电压超 900V，阈值电压 3.9V，稳定实现增强型工作；导通电流可达 1.2 安，比导通电阻 33 毫欧・平方厘米，漏电流控制在 3 微安以内，漏电水平已经接近成熟商用硅基、碳化硅功率器件水准。这组测试数据的获取，高度依赖半导体参数分析仪、高压探针台、晶圆级电学表征系统等精密仪器。此类表征设备需要兼顾微电流检测与高压加载能力，本次流片测试也验证了国产表征设备在氧化镓器件测试场景下的应用可行性，为后续大规模晶圆检测积累工程经验。
从仪器与装备产业视角看，氧化镓产业化提速，将持续拉动外延设备、离子注入机、刻蚀机、晶圆检测设备的迭代升级。不同于硅与碳化硅，氧化镓材料硬度、化学特性特殊，现有成熟半导体设备需要改造腔室、工艺配方与检测模块，才能满足大批量生产要求。本次流片成功，证明国产工艺方案可以支撑安培级功率器件制造，为后续设备厂商开发专用工艺装备提供真实的器件验证载体，推动超宽禁带半导体装备从实验室样机走向产线定型。
镓驰动力团队表示，本次阶段性流片，完成了原创器件结构与自研离子注入工艺路线可行性验证，是氧化镓功率器件从原理样片迈向工程化产品的关键节点。下一步，团队将持续迭代器件结构、工艺参数与外延材料匹配体系，重点提升晶圆内器件一致性、长期可靠性，推进芯片送样评估与产业化工艺定型。
放眼整个功率半导体行业，本次安培级氧化镓器件突破，标志我国在第四代半导体功率器件赛道取得领先性进展。随着工艺成熟度提升，氧化镓芯片有望在高端工业电力、储能系统、智能电网等领域形成应用补充。与此同时，器件产业化进程也将反向带动上游半导体工艺设备、表征检测仪器的技术迭代，打通材料 — 器件 — 装备协同升级链条，为国内功率电子产业换道超车提供坚实支撑。
