石化与新材料

联栅功率管是电压型静电感应功率管与电流型双极型功率管的复合型功率管，采用联栅架构（即多晶硅发射极和栅上无铝，仅在栅区汇流条上布铝的架构）使元胞细微化，从而获得了优异的性能。联栅功率管包括联栅晶闸管GATH（适用于1700V-8000V场景）和联栅晶体管GAT（适用于400V-1200V场景）。联栅晶闸管GATH的优势是高压大电流、高可靠，适用于特高压、柔直、高铁、风电等领域。联栅晶体管GAT的优势是高能效、高频、高整机功率密度，适用于新能源汽车充电桩、光伏储能等领域。2021年联栅功率管从全国4000个项目中脱颖而出，荣获科技部火炬中心《全国颠覆性技术创新大赛》初赛优秀、复赛优胜项目，交叉评议的五位专家一致认为该项目具有颠覆性前景和改变游戏规则的潜力。

栅晶闸管 GATH 和联栅晶体管 GAT 技术是电力电子学领域的新兴技术，随着环保要求的提高和能源领域的发展，这类技术将得到广泛应用。

这类新兴技术研发面临的主要技术难题体现在几个方面：

1联栅晶闸管 GATH 和联栅晶体管 GAT 都是大功率器件，需要承载更高的电压和更大的电流。然而，在高电压和大电流下，功率器件中的漏电流会增加，导致功耗增加和效率降低。如何对功率器件的设计和制造进行优化，以及在电路中采用相应的保护措施。

2.联栅晶闸管 GATH 和联栅晶体管 GAT 主要在中低工作，它们在高频段的工作性能较差。这就限制了它们在高速电力电子应用中的应用。如何研究新的器件结构和控制策略，扩大它们的涵盖频率范围。

3.联栅晶闸管 GATH 和联栅晶体管 GAT 是具有复杂结构的功率器件，它们的工作稳定性受到多种因素的影响。例如，电荷平衡和电流平衡等问题都可能影响器件的稳定性。如何对器件的物理和电学特性进行深入研究，采用更加精确的模型来预测和分析它们的特性。

4.联栅晶闸管 GATH 和联栅晶体管 GAT 的制造工艺复杂，制造难度较器件的可靠性和稳定性，如何对制造工艺进行严格控制。

 

联栅晶闸管（Gate-All- Around Thyristor）和联栅晶体管（Gate-All-Around Transistor）技术的研发期望实现以下主要技术目标：

1.降低功耗：通过实现更低的开关损耗和导通损耗，提高能源利用率。

2.提高开关速度：通过优化器件结构，缩短载流子渡越时间，提高工作频率。

3.增加工作电压：通过提高器件的击穿电压，增加其工作范围。

4.提高电流容量：通过提高器件的导通电流和关断电流，提高其电流承载能力。

5.减小尺寸：通过采用高密度封装技术，减小器件的体积。