比利时微电子研究中心（imec）作为全球纳米电子与数字技术研发的领军机构，近日宣布与AIXTRON（爱思强）、GlobalFoundries、KLA Corporation、Synopsys及Veeco五家企业达成合作，共同推进300毫米氮化镓（GaN）电力电子技术的开放式创新计划。该计划聚焦低压与高压GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）工艺开发，旨在通过300毫米晶圆技术降低器件成本并提升性能。
作为imec工业附属计划（IIAP）的核心项目，300毫米GaN技术将基于硅基衬底开发外延生长工艺，并构建从低压（100V以上）到高压（650V以上）的横向p-GaN HEMT技术平台。项目初期以低压应用为突破口，重点优化p-GaN蚀刻与欧姆触点形成工艺；后续将转向高压领域，采用300毫米半规格及QST®工程基板（含多晶AlN磁芯）进行研发。技术团队特别强调对晶圆弓形变形与机械强度的控制，以确保大规模生产的稳定性。
该项目负责人Stefaan Decoutere指出，300毫米晶圆技术不仅具备规模化生产与成本优势，更能兼容CMOS先进设备，从而开发出更高效的GaN功率器件。例如，基于激进扩展低压p-GaN栅极HEMT的负载点转换器，可显著提升CPU与GPU的能源分配效率。目前，团队已通过300毫米晶圆处理测试与掩模组开发验证技术可行性，预计2025年底前在洁净室部署完整生产线。
氮化镓技术在电力电子领域的应用潜力正加速释放。近期市场推出的GaN快充设备已展现其优势，而随着外延生长、器件制造及系统优化技术的突破，GaN方案有望以更小体积、更轻重量和更高能效颠覆传统硅基产品。典型应用场景包括车载充电器、太阳能逆变器及数据中心配电系统，这些基于GaN的模块将为全球脱碳、电气化与数字化转型提供关键支撑。
从200毫米到300毫米的晶圆尺寸升级，是GaN技术发展的关键趋势。imec在200毫米工艺积累的基础上，通过引入AIXTRON的300毫米硅基GaN晶圆与KLA的8系列检测设备，已实现p-GaN蚀刻工艺的闭环验证。Decoutere强调，300毫米GaN生态系统的构建需要设计、外延、工艺集成与应用环节的深度协同，此次五家企业的加入标志着产业链上下游的紧密联动，未来计划吸引更多合作伙伴共同推动技术创新。
