在半导体领域，光导开关被誉为高压装备的 “核心命脉”，是高压直流输电、先进雷达、脉冲功率装置的关键核心器件。谁能攻克更高耐压、更快响应的光导开关技术，谁就能掌握未来超高压科技发展的主动权。
近日，深圳平湖实验室第四代半导体团队再获重大进展：继前期成功研发万伏级垂直结构氧化镓光导开关后，团队利用镓仁半导体生产的国产氧化镓材料，开发出具备超快响应、超高开关比、超万伏耐压能力的Mg掺杂氧化镓光导开关。得益于Mg掺杂引入的深能级补偿效应，该器件耐压突破 220 kV/cm，开关比高达 1×10¹¹，关断时间小于1 ns，一举刷新纪录，在第四代半导体赛道实现跨越式领跑。
此前，深圳平湖实验室第四代半导体团队于 2026 年 2 月成功研发万伏级垂直结构氧化镓光导开关，该器件击穿电压超 10000V，动态导通电阻低于 10 欧姆，响应时间进入亚纳秒量级，为我国氧化镓万伏器件产业化筑牢根基。科研攻坚永不止步，团队聚焦器件性能瓶颈，确立掺杂工程优化核心思路，摒弃传统 Fe 掺杂方案，改用 Mg 元素进行掺杂，联合镓仁半导体开启新一轮技术攻坚，历经无数次实验与参数迭代，最终实现关键突破。
无数次实验、反复优化参数后终获突破超万伏耐压，硬扛220 kV/cm高压：首款氧化镓万伏器件光导开关研发成功，三大核心性能实现“质的飞跃”。
得益于Mg掺杂引入的深能级补偿效应，器件可稳定承受220 kV/cm以上的超高电场，是名副其实的“扛高压能手”，能在极端高压环境下稳定运行。
暗态电流是衡量开关性能的核心指标，漏电流越大，损耗越高、稳定性越差。此次Mg掺杂器件实现极低暗态电流，开关比提升至1×10¹¹量级，较目前业界主流水平提升了约两个数量级，彻底解决传统器件“关不紧、漏电多”的痛点。
除了耐压与低损耗，速度同样关键。Mg掺杂的独特优势，让器件关断时间在小于1 ns，配合250 ps开启响应，实现“超快开、超快关”，完美适配脉冲功率、先进雷达等对速度极致要求的场景。
团队核心成员表示：“掺杂工程是优化氧化镓光导开关性能的核心密钥，这次 Mg 掺杂的性能突破，不仅验证了这条路的可行性，更为下一代高性能光控功率器件实用化铺平了道路。” 值得骄傲的是，这款 “超级开关” 是100% 国产纯血器件，核心材料来自镓仁半导体，核心技术由深圳平湖实验室自主掌控，彻底摆脱对外技术依赖，夯实了第四代半导体自主可控的核心底座。
作为瞄准国家重大需求的核心器件，这款超万伏级 Mg 掺杂氧化镓光导开关应用场景广泛，覆盖高压直流输电、脉冲功率科学装置、先进雷达等多个关键领域，将为我国能源、国防、前沿科研等领域提供核心器件支撑。
从万伏级垂直结构氧化镓光导开关，到 220kV/cm 耐压的 Mg 掺杂 “超级开关”，深圳平湖实验室第四代半导体团队用两次里程碑式突破，让中国在氧化镓光导开关领域持续领跑。未来，随着氧化镓材料生长与掺杂工艺持续迭代，基于不同掺杂策略的光导开关将陆续落地，必将在更多重大领域发光发热，成为驱动我国科技自立自强的核心力量。
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