成果名称：氮化镓基大功率高集成数字电源关键技术
市场与技术需求：受限于Si材料的物理极限，传统Si基电源的系统效率与功率密度等关键指标难以再有显著提升。得益于第三代半导体氮化镓 (Gallium Nitride, GaN) 功率器件优异性能，基于GaN功率器件的电源可以做到效率更高、体积更小、功率密度更高，fei常契合当前高效率、高功率密度电源的市场需要和技术需求。尽管当前GaN功率器件仅在中小功率消费电子领域广泛产业化，但GaN材料及器件的理论性能远不止于此。随着痛点技术相继突破以及器件成本逐渐降低，GaN未来有望在通信电源、数据中心、光伏逆变以及车载充电等大功率领域广泛应用。
技术痛点：第三代半导体氮化镓 (Gallium Nitride, GaN) 功率器件因工作频率高、导通电阻小、工作电压高等优点，被认为是下一代电力电子技术革命中替代Si功率器件的有力选择。然而，目前器件耐压偏低、动态可靠性待提高，以及现有电路与控制方案难以充分发挥GaN器件自身优势的三大痛点问题，制约其无法在大功率中广泛应用。
解决方案：南京大学团队针对上述三大核心痛点问题，提出了三项核心技术方案：(1)创新性提出RESURF复合场板电场均匀化与复合介质层界/表面控制新技术，突破了GaN功率器件耐压低和可靠性难题，实现栅耐压提高至18V，击穿电压提高至500V，应力下的阈值偏移降低至0.03V；(2)提出融合i2SiP集成和PCB磁集成工艺的大功率多芯片模块化集成新方案，突破了GaN功率模块寄生参数大和工作频率低的难题，实现体积降低近30%，工作频率超500kHz，较传统方案提升了5倍；(3)提出独特的全数字化多模态智能控制与保护新策略，突破了GaN大功率电源效率低、多电平多相交错控制难的难题，系统效率提升至97.8%，满载THD相较传统模拟控制方案降低25%以上。
联系方式：陈老师，e-mail：djchen@nju.edu.cn
