科研学术

　　近日，电子科技大学集成电路学院张波教授受邀在IEEE Electron Devices Magazine发表了题为“The Present Status and Future Developments of Si-Based Power Semiconductor Technologies”的综述论文。

　　IEEE Electron Devices Magazine是IEEE电子器件学会（EDS）的旗舰杂志。杂志为季刊，每期邀请学术界和产业界的领军人物就电子器件及其应用领域的历史、现状和战略撰写专栏文章。本期为杂志2023年创刊以来首次以功率半导体器件为主题，由IEEE Fellow、IEEE Transactions on Electron Devices前主编Giovanni Ghione教授担任客座编辑，邀请了来自电子科技大学、德国英飞凌公司、美国斯坦福大学等行业专家就硅基到宽禁带功率半导体器件展开评述。由我校张波教授、章文通教授撰写的“The Present Status and Future Developments of Si-Based Power Semiconductor Technologies”作为唯一专注于硅基功率半导体技术的综述论文，位列专刊论文之首。

IEEE Electron Devices Magazine封面、目录及文章首页

　　张波教授的论文全面审视了硅基功率半导体技术的现状，并对其未来发展趋势进行了展望。硅基功率半导体作为电力能源转换的主力核心器件，在全球电能转换过程中发挥着举足轻重的作用。据统计，全球超过75%的电能需经功率半导体进行转换，方能应用于各类电子设备中。随着人工智能、数据中心、清洁能源、高速列车、新能源汽车及智能电网等新兴市场的蓬勃发展，功率半导体技术正成为驱动这些领域快速发展的强大引擎。

　　文章详细回顾了硅基功率半导体技术的演进历程，从1952年硅整流器的诞生，到晶闸管、功率BJT，功率MOSFET、IGBT及超级结（SJ）进入市场，这些不断演进发展的器件结构不仅极大提升了功率半导体器件的性能，还拓展了功率半导体的应用范围。在功率半导体市场格局中，尽管宽禁带功率半导体器件如SiC MOSFET、GaN电力电子器件等发展迅速并备受瞩目，但硅基功率半导体凭借其成熟的制造工艺、极具竞争力的价格优势以及完善的产业链生态，预计在未来5至10年内仍将占据市场主力地位。

　　论文首次从耐压层（VSL）角度分析了硅基功率半导体器件性能的演变，介绍了阻型VSL（R-VSL）、结型VSL（J-VSL）和容型VSL（C-VSL）三种典型耐压层结构，评述了它们在器件性能优化方面的策略与方法。论文重点阐述了功率半导体分立器件和功率集成技术的现状与发展趋势。展望未来，张波教授指出，功率半导体具有“No best，just suitable”的特点，因此，功率半导体技术在相当长的时期内将是More Silicon和Beyond Silicon（宽禁带功率半导体）协同发展。论文评述了功率半导体More silicon的演化方向及三种驱动力：新结构将进一步提升器件性能；新技术的不断突破，如先进节点工艺和三维异质集成技术的引入，将助力硅基功率半导体技术发展；而新兴应用领域的需求，如智能电网、光伏储能等，也将为硅基功率半导体技术的发展开辟新的市场空间。

　　张波教授领衔的电子科技大学功率集成技术实验室在功率半导体技术领域拥有深厚的科研积累。此次特邀综述论文的发表，不仅充分展示了团队在该领域的最新研究成果，也为全球功率半导体行业的发展提供了重要的理论支撑和未来导向。随着技术持续进步和应用的不断拓展，硅基功率半导体技术将继续在电力能源转换领域发挥核心作用，引领人类社会迈向更加绿色、高效、智能的未来。 

　　文章链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/10847626