隨著能效標準不斷提高，基于硅（Si）材料的功率器件改進空間越來越小；人們將目光投向新材料領域，以期實現根本改進，從而引發新一代功率器件技術的革命性突破。眾多新材料中，基于氮化鎵（GaN）的復合材料最引人關注。GaN基功率器件具有擊穿電壓高、電流密度大、開關速度快、工作溫度高等優點，性能遠優于Si基器件；采用GaN基功率開關器件的電子系統效率可改善3.5%至7%，體積可減小35%，兼具高性能和高可靠性。GaN外延材料可以選擇多種襯底，其中Si襯底上外延生長GaN具有明顯的成本優勢，一方面Si襯底的價格很低，另一方面Si襯底的尺寸很大，能夠形成大規模生產的優勢。
Si襯底上GaN（GaN/Si）的功率開關器件被認為是最具市場競爭力的發展方向。IR、Infineon、Fairchild、Samsung等國際大型功率器件公司正積極研制GaN功率開關器件，有些已處于試生產階段。預計2015年市場規模3.5億美元，隨后進入急劇增長期，將來可達到百億美元的市場規模。
GaN/Si功率開關器件的研制涵蓋了材料生長、器件芯片加工和封裝等方面，技術難度極具挑戰性，真正能實現GaN/Si功率開關器件的單位也是屈指可數。中科院蘇州納米技術與納米仿生研究所納米加工平臺從2010年開始對GaN/Si功率開關器件的關鍵技術開展研究，并且與蘇州硅能半導體技術有限公司建立合作，還聘請國際GaN器件領域著名學者陳敬教授做技術顧問。
經過近兩年的研發，研究人員近期成功研制出閾值電壓3.5V、輸出電流5.3A、柵極輸入電壓最高可達15V、擊穿電壓402V的AlGaN/GaN/Si HEMT常關型功率開關器件。這也是國內首次報道GaN/Si功率開關器件，它實現了對現有Si功率器件的直接替代，滿足了器件應用的安全性指標要求，達到國際領先水平。
AlGaN/GaN/Si功率開關器件
芯片內部照片
AlGaN/GaN/Si功率開關器件的輸出特性曲線
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