Yan Lu1Zhiguo Tong2Jiacheng Yang2Zhewen Yu3Mo Huang2Xiangyu Mao4 · 半导体学报 · 2025年7月 · Vol.46

随着人工智能工作负载呈指数级增长，超薄、高效率且功率密度极高的电压调节模块（VRM）成为背面供电架构的关键。高密度多相DC-DC变换器在XPU平台的垂直电源输送（VPD）中发挥核心作用。将其置于处理器下方并优化空间布局，可实现超过2 kA的核心供电电流，并显著降低配电网络（PDN）损耗。VPD架构可提升系统能效，单颗处理器节电超100 W，在拥有约10万颗处理器的数据中心可实现兆瓦级节能。结合48 V电源架构与先进封装技术，有助于平衡算力需求与碳排放控制，推动绿色可持续发展。

解读: 该多芯片多相DC-DC变换器技术对阳光电源储能与充电产品具有重要应用价值。在PowerTitan储能系统中，可借鉴其高功率密度VPD架构优化BMS电源管理模块，提升电池簇级DC-DC变换效率，降低PDN损耗。48V母线架构与多相并联技术可应用于ST系列储能变流器的辅助电源设计，实现兆瓦级系统百瓦级节...

Yanning Chen1Guobin Zhang2Fang Liu1Bo Wu1Yongfeng Deng1Dawei Gao2Yishu Zhang2 · 半导体学报 · 2025年6月 · Vol.46

随着传统冯·诺依曼架构在应对大数据与复杂计算任务时面临瓶颈，受人脑神经网络启发的类脑计算成为有前景的替代方案。易失性忆阻器，特别是莫特忆阻器和扩散型忆阻器，因其可模拟神经元的脉冲发放等动态特性，受到广泛关注，有望构建可重构、自适应的计算系统。近期研究已实现漏电积分-放电、霍奇金-赫胥黎、光电及时间表面神经元模型，显著提升了类脑系统的能效与集成度。本文综述基于易失性忆阻器的人工神经元最新进展，探讨其与人工突触集成的潜力，并指出提升器件可靠性与探索新架构是未来发展的关键挑战。

解读: 忆阻器类脑计算技术对阳光电源智能控制系统具有前瞻性价值。其低功耗、高并行的神经形态计算特性可应用于：1）PowerTitan储能系统的实时功率预测与能量管理，通过硬件神经网络实现毫秒级响应的负荷预测和削峰填谷优化；2）SG系列逆变器的MPPT算法加速，利用忆阻器阵列实现复杂光照条件下的快速最优点追踪...

Zhiwei Xue · K.T. Chau · Wei Liu · Ying Fan 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年6月

无线电机在安装灵活性和无电缆特性方面具有显著优势，但要实现无线运动，接收端不可避免地需要多个功率半导体和电子元件。此外，由于在实现无线无速度传感器通信方面存在技术障碍，电机速度信息难以获取。为解决这些问题，本文新提出了一种具有高度集成的无线电能、驱动和数据传输（WPD²T）功能的新型无线超声波电机（USM）系统。创新之处在于，所提出的WPD²T系统利用USM固有的电容特性，仅通过带有串联电感的高度集成磁耦合器（IMC）同时实现无线电能传输、无线驱动控制和无传感器速度信息通信，从而大大简化了系统结...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项无线超声波电机的集成化功率、驱动与数据传输技术（WPD²T）虽然主要面向生物医疗微型机器人等小型化应用场景，但其核心创新理念对我们在新能源领域的技术演进具有重要启示价值。 该技术的核心亮点在于利用超声波电机的固有电容特性，通过高度集成的磁耦合器实现无线功率传输、驱动控...

Anyu Tong · Kaifeng Wang · Qianlan Hu · Zhiyu Wang 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年3月

本研究基于垂直堆叠的前道制程（FEOL）p 型硅隧穿场效应晶体管（TFET）与后道制程（BEOL）n 型铟锡氧化物（ITO）场效应晶体管的异质三维集成，展示了低功耗互补金属氧化物半导体（CMOS）反相器和 5 级环形振荡器（RO）。由于 p 型和 n 型场效应晶体管的关态电流均较低，我们的 ITO/TFET 异质三维集成 CMOS 反相器在 ${\text{V}}_{\text {dd}}=1$ V 时静态功耗低至 4.83 pW，在 ${\text{V}}_{\text {dd}}=2.5$ ...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于三维异质集成的超低功耗CMOS技术展现出值得关注的应用潜力。该技术通过垂直堆叠硅基p型隧穿晶体管与ITO n型晶体管，实现了4.83 pW的极低静态功耗和522 V/V的高电压增益，这些特性与我们在光伏逆变器和储能系统中对功率控制芯片的核心需求高度契合。 在光伏逆...

Xiangyi ShenXinwu KeYingdong XiaQingxun GuoYonghua Chen · 半导体学报 · 2025年5月 · Vol.46

钙钛矿太阳能电池（PSCs）因其优异的光电转换效率和低成本制造潜力成为可再生能源领域的研究热点。空穴传输层（HTL）是PSCs的关键组成部分，显著影响器件整体性能。磁控溅射NiOx因具有高载流子迁移率、优异稳定性及适用于大规模生产而备受关注。本文综述了磁控溅射NiOx作为PSCs空穴传输层的研究进展，系统总结了其薄膜基本特性、溅射工艺中影响光电性能的关键参数及相应器件性能，并重点探讨了NiOx与钙钛矿界面问题及其修饰策略。最后，分析了该技术面临的挑战与未来发展方向。

解读: 该磁控溅射NiOx技术对阳光电源光伏产品线具有前瞻性参考价值。虽然当前SG系列逆变器主要配套晶硅组件，但钙钛矿电池的高效率、低成本特性符合光伏平价上网趋势。磁控溅射工艺的大规模生产适配性与阳光电源规模化制造能力高度契合。该技术在空穴传输层的界面优化思路可借鉴至功率器件封装界面设计，特别是SiC器件的...

Yapeng TangBo'ao XiaoDingjun WuHai Zhou · 半导体学报 · 2025年5月 · Vol.46

具有自驱动特性的高性能钙钛矿光电探测器通常需电子/空穴传输层来提取载流子，但传输层结构易导致钙钛矿与传输层界面质量差，限制器件性能与稳定性。本研究提出一种新颖结构，将钙钛矿纳米线原位生长于PbI₂上，PbI₂兼具反应原料与高效载流子提取层功能。通过优化PbI₂厚度、纳米线生长时间及离子交换时间，构建了ITO/PbI₂/CsPbBr₃/碳结构的自驱动光电探测器。优化后的器件响应率达0.33 A/W，探测率高达3.52×10¹³ Jones，最低可检测光功率低至0.1 nW/cm²。该工作为制备结构...

解读: 该自驱动钙钛矿光电探测器技术对阳光电源光伏及储能系统具有重要应用价值。其超弱光检测能力（0.1 nW/cm²）和高探测率（3.52×10¹³ Jones）可应用于SG系列光伏逆变器的辐照度传感器优化，提升低照度环境下的MPPT算法精度和发电效率。简化的ITO/PbI₂/CsPbBr₃/碳结构无需额外...

Xiangdong Meng · Xinyi Pei · Yuncheng Han · Na Sun 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年2月

利用超宽带隙半导体（如氧化镓（Ga₂O₃）和金刚石）的紧凑型、高精度、耐用型热中子探测器，在恶劣环境下对核反应堆进行安全、长期的堆芯附近监测方面具有巨大潜力。然而，实现低器件漏电流和高效中子探测仍然是一项重大挑战。在这项工作中，我们展示了首个基于大面积（9平方毫米）p - NiO/β - Ga₂O₃异质结二极管的热中子探测器。该器件的界面陷阱密度较低，这通过轻微的电容 - 频率色散和低1/f噪声等效功率得以证明，从而实现了超低漏电流（在 - 200 V时为10⁻⁸ A）。因此，它对α粒子（5.4...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于β-Ga2O3的热中子探测器技术虽然聚焦于核辐射监测领域，但其底层的超宽禁带半导体材料技术与我们在功率电子器件领域的发展方向存在重要关联性。 β-Ga2O3作为新一代超宽禁带半导体材料，其禁带宽度达4.8eV，远超碳化硅（3.3eV）和氮化镓（3.4eV）。论文展...

Bowen ZhongXiaokun QinZhexin LiYiqiang ZhengLingchen LiuZheng LouLili Wang · 半导体学报 · 2025年2月 · Vol.46

忆阻器具有类似突触的两端结构和电学特性，广泛用于人工突触的构建。然而，与无机材料相比，有机材料因忆阻性能较差而较少用于人工脉冲突触。本文首次报道了一种基于电聚合多巴胺忆阻层的有机忆阻器。该聚多巴胺忆阻器表现出优异的关键性能，包括0.3 V的低阈值电压、16 nm的薄层厚度以及约1 μF∙mm⁻²的高寄生电容。利用这些特性及其稳定的阈值开关行为，构建了一种无需电容元件且功耗低的人工脉冲神经元，可输出振荡电压，其脉冲频率随输入电流增加而升高，类似于生物神经元。实验结果表明，该器件在神经形态计算与系统...

解读: 该有机忆阻器的阈值开关特性与低功耗脉冲神经元技术，对阳光电源智能控制系统具有前瞻性启发价值。其0.3V低阈值电压和高寄生电容特性可借鉴应用于ST系列储能变流器的快速响应控制单元，实现更低功耗的状态检测与决策。神经形态计算的电流激活脉冲机制可启发iSolarCloud平台的边缘智能诊断算法优化，通过类...

Liutianyi ZhangPing-Heng TanJiangbin Wu · 半导体学报 · 2025年7月 · Vol.46

近年来，随着传统半导体技术尺寸逼近物理极限，多功能电路受限于传统金属-氧化物-半导体场效应晶体管相对固定的特性，器件级可重构特性与多功能实现被视为提升集成密度与降低功耗的可行途径。得益于超薄结构、电子特性的有效调控及缺陷态的可控调制，二维材料被广泛应用于可重构器件的构建。本文综述了基于二维材料的可重构器件的工作原理及其在逻辑电路中的应用，包括可调反双极性响应与非易失性操作的实现；进一步探讨了反双极性晶体管在模拟信号处理中的应用，以及基于可重构晶体管和忆阻器的人工智能硬件实现，突显其在面积、功耗与...

解读: 该二维材料可重构器件技术对阳光电源功率电子产品具有前瞻性参考价值。在ST储能变流器和SG光伏逆变器中，可重构器件的多功能特性可简化控制电路设计，单一器件实现逻辑运算与模拟信号处理，有效降低辅助电路功耗与集成面积。其非易失性操作特性可应用于iSolarCloud智能运维系统的边缘计算节点，实现低功耗状...

Natural Science Foundation of Beijing Municipality · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年6月 · Vol.36.0

第三代半导体在电力电子领域的高温高功率应用中至关重要。烧结铜纳米颗粒作为极端环境下互连材料展现出优异的热学和力学性能。然而，不同气氛条件下热老化对其性能的影响仍需进一步研究。本文系统研究了在空气、真空和氩气气氛中于250 °C和500 °C下老化后烧结铜接头的剪切强度、微观结构演变及热导率的变化。结果表明，热老化通过降低孔隙率提高了剪切强度，较高压力（20 MPa）烧结可实现更致密的结构并增强抗氧化能力。由于铜结构致密，氧化主要局限于界面区域，限制了氧扩散，从而防止内部性能退化。然而，长时间老化...

解读: 该铜纳米颗粒烧结技术对阳光电源功率器件封装具有重要价值。研究揭示的孔隙率控制、氧化层管理与热稳定性机制,可直接应用于ST系列PCS和SG逆变器中SiC/GaN器件的高温互连。250-500°C老化数据为PowerTitan储能系统功率模块的长期可靠性设计提供依据,特别是三电平拓扑中IGBT/SiC模...

Jianhua Zhang1Xufeng Liao1Weisheng Li1Yutian Tian1Qinyang Huang1Yitong Ji1Guotang Hu2Qingguo Du3Wenchao Huang1Donghoe Kim4Yi-Bing Cheng5Jinhui Tong1 · 半导体学报 · 2025年5月 · Vol.46

全钙钛矿叠层太阳能电池（ATSCs）有望突破传统单结器件的Shockley-Queisser效率极限。然而，作为其关键子电池的锡铅混合钙钛矿太阳能电池（PSCs）性能与稳定性仍显著落后于纯铅基器件，主要受限于钙钛矿快速结晶及Sn²⁺易氧化导致的粗糙形貌和p型自掺杂。本文在钙钛矿界面引入乙基肼甲酸盐（EDO），有效抑制Sn²⁺氧化并提升结晶质量。经EDO修饰的锡铅PSCs实现了21.96%的光电转换效率，且重现性优异。进一步将EDO用于叠层电池中的锡铅子电池界面钝化，获得了27.58%的高效ATS...

解读: 该全钙钛矿叠层电池技术对阳光电源光伏产品线具有前瞻性价值。27.58%的叠层电池效率突破单结极限，为SG系列逆变器未来适配高效率组件提供技术储备。EDO抑制Sn²⁺氧化提升稳定性的思路，可借鉴至PowerTitan储能系统的电芯界面钝化设计，延长循环寿命。叠层电池的宽光谱吸收特性需要MPPT算法优化...

Xia Wu1Chenyang Huang1Xiuxing Xu1Jun Wang1Xinwang Yao1Yanfang Liu2Xiujuan Wang1Chunyan Wu1Linbao Luo1 · 半导体学报 · 2025年8月 · Vol.46

本研究通过射频反应磁控溅射法制备了垂直结构SnO/β-Ga2O3异质结二极管（HJD）。利用X射线光电子能谱测得β-Ga2O3与SnO的价带和导带偏移分别为2.65 eV和0.75 eV，呈现Ⅱ型能带对齐。相较于肖特基势垒二极管（SBD），HJD表现出相当的比导通电阻（2.8 mΩ·cm²）和更低的反向漏电流，实现1675 V的击穿电压和1.0 GW/cm²的功率优值，展现出优异的反向阻断特性及高质量异质界面。Silvaco TCAD模拟表明，SnO层有效缓解了阳极边缘电场集中，揭示其在β-Ga...

解读: 该SnO/β-Ga2O3异质结功率器件技术对阳光电源功率半导体应用具有前瞻价值。其1675V击穿电压、2.8mΩ·cm²低导通电阻和1.0GW/cm²功率优值，可应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的高压功率模块设计。相比传统SiC器件，β-Ga2O3超宽禁带特性（~4.8eV）可支撑更高耐...

Qirui XuZhiyin DingDebo Wang · 半导体学报 · 2025年6月 · Vol.46

针对MEMS悬臂梁过载功率低及传统固定梁灵敏度低的问题，设计了一种基于双导向固定梁结构的新型MEMS微波功率检测芯片。通过在导向梁与测量电极间设置间隙，加速牺牲层释放，有效提升器件性能。提出了该芯片的负载传感模型，并基于均布载荷分析其力学特性。利用该模型研究了过载功率与灵敏度，理论与实验结果吻合良好。芯片在9–11 GHz频段内具有优良微波特性，回波损耗小于-10 dB；在10 GHz时，理论灵敏度为13.8 fF/W，实测值为14.3 fF/W，相对误差仅3.5%。结果表明，所提模型为MEMS...

解读: 该MEMS微波功率检测技术对阳光电源功率变换系统具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和SG光伏逆变器中，高频开关器件（SiC/GaN）工作频率可达数十kHz至MHz级，其微波辐射功率检测对EMI抑制和系统可靠性至关重要。该芯片在9-11GHz频段的高灵敏度（14.3fF/W）和低回波损耗特性，可集...

Jinming Bi1Yanran Li1Rong Lu1Honglin Song1Jie Jiang2 · 半导体学报 · 2025年2月 · Vol.46

传统冯·诺依曼架构在并行计算与自适应学习方面存在效率瓶颈，难以满足高效高速计算的需求。神经形态计算凭借高并行性与超低功耗的优势，被视为突破传统计算局限、实现下一代人工智能的重要途径。其中，基于电解质门控晶体管的人工突触器件因低能耗、多模态感知与多功能集成能力而备受关注。结合光子学与电子学优势的光电神经形态器件在该领域展现出巨大潜力。本文综述了电解质门控光电神经形态晶体管的最新进展，涵盖器件结构、工作机理、神经形态功能及其在人工视觉、痛觉与触觉系统中的应用，并总结了当前挑战与未来发展方向。

解读: 该电解质门控光电神经形态晶体管技术对阳光电源智能控制系统具有前瞻性启发价值。其低功耗、高并行计算特性可应用于：1）iSolarCloud智能运维平台的边缘计算节点，实现光伏阵列故障的实时神经形态诊断，降低云端算力依赖；2）ST储能系统的多模态传感融合，通过光电协同感知实现电池状态的自适应学习与预测性...

Xingyu LiLi TianJinshou WangHui Liu · 半导体学报 · 2025年7月 · Vol.46

近年来，基于SnO2的自供电紫外探测器因其无需外接电源即可持续工作的特性而备受关注。然而，多数现有器件的制备需额外工艺步骤或复杂流程。本文提出一种简便、低成本的方法，通过化学气相沉积法合成n型SnO2微带并与p型Si基底直接集成，构建p-Si/n-SnO2结型自供电紫外探测器。SnO2微带的高质量和带状形貌有利于与p-Si形成良好接触，界面处形成的内建电场赋予器件自供电性能。该器件在零偏压下表现出0.12 mA/W的高响应率、超过10³的明暗电流比以及快速响应速度，为发展低成本、高性能自供电紫外...

解读: 该p-Si/n-SnO2自供电紫外探测器技术对阳光电源光伏与储能产品具有重要应用价值。其自供电特性和高灵敏度可应用于：1）SG系列光伏逆变器的辐照度监测模块，替代传统需供电的光传感器，降低系统功耗并提高MPPT算法精度；2）PowerTitan储能系统的紫外老化监测，实时评估户外设备绝缘材料退化状态...

Jiale Sun1Xuxia Shai1Weitao chen1Shenchao Li1Jinlan He1Xinxing Liu2Dongmei He2Yue Yu2Jiangzhao Chen2 · 半导体学报 · 2025年5月 · Vol.46

近年来研究表明，A位阳离子在决定有机-无机卤化铅钙钛矿的光电及理化性质中起关键作用。混合阳离子钙钛矿（MCPs）作为吸光层已实现超过26%的高功率转换效率。引入多种阳离子可优化晶格容忍因子，提升结构稳定性并增强化学稳定性。然而，MCPs普遍存在元素与相分离现象，影响器件效率与工作寿命，该问题广泛存在于二维或三维结构中。因此，揭示非均匀性与相分离的成因并发展有效的纳米尺度调控策略，对提升钙钛矿太阳能电池性能至关重要。

解读: 该钙钛矿阳离子均匀性调控技术对阳光电源光伏产品线具有前瞻性参考价值。研究揭示的混合阳离子钙钛矿相分离机制及纳米尺度调控策略，可为SG系列光伏逆变器的MPPT算法优化提供理论支撑——通过理解组件材料微观不均匀性对光电转换效率的影响，优化最大功率点追踪精度。对于1500V高压系统，该技术提升的组件稳定性...

Buck F. Brown · Zheyu Zhang · Johan H. Enslin · Cheng Wan · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年9月

摘要：如果变换器功率器件的短路和开路故障不能在亚微秒时间内被检测到并采取相应措施，往往会导致整个系统发生灾难性故障，对于新兴的宽禁带（WBG）功率半导体而言更是如此。虽然在短路故障的快速准确保护与检测方面已经开展了大量研究，但在开路故障方面的研究成果相对较少。常见的问题包括保护和检测方法过于特定于应用场景、耗时超过几微秒且成本效益不高。本文提出了一种新的开路故障保护与检测系统，该系统与现有的名为去饱和保护的短路系统相结合。首先，进行文献综述以确认新的保护与检测方案的必要性。其次，讨论新提出的保护...

解读: 该通用型功率器件故障保护技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统中，可实现IGBT/SiC模块的亚毫秒级短路开路故障检测，提升系统安全性并降低灾难性失效风险。在SG系列光伏逆变器的1500V高压系统中，无需额外传感器即可基于现有电流电压信号实现...

Yegang LiangWenhao RanDan KuangZhuoran Wang · 半导体学报 · 2025年1月 · Vol.46

红外光电传感是夜视、医疗健康、军事及空间探测等关键应用的核心技术。引入机械柔性可赋予器件优异的适应性与共形性，有望实现尺寸、重量、功耗和成本更低而性能更高的下一代光电传感系统（SWaP3）。然而，兼顾高红外响应性与良好机械柔性的器件设计仍具挑战。本文综述了柔性红外光电传感器的材料选择、器件结构、制备工艺与集成设计策略，涵盖可穿戴电子与先进成像应用，并展望了面向智能传感、类脑视觉及生物医学应用的未来发展方向。

解读: 该柔性红外光电传感技术对阳光电源智能运维体系具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统和SG系列光伏逆变器的热管理监测中，柔性红外传感器可实现功率模块、母排连接等关键部位的共形贴附式温度监测，突破传统点式测温局限。其低功耗、轻量化特性契合iSolarCloud云平台的边缘智能诊断需求，可实...

Haitian Wei · Zebing Fang · Yijie Lin · Zhenxiang Yan 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年11月

逻辑电路是从离散有机薄膜晶体管（OTFT）向集成电路（IC）发展的关键环节。开发低功耗且易于制造的逻辑电路是新兴柔性和可穿戴电子设备面临的一项重大挑战。在这项工作中，我们提出了一种通过简便制造工艺实现柔性逆变器的策略。该逆变器将两个相同的双极型OTFT串联集成，通过对栅极电介质和本体异质结沟道进行优化来提升其性能。采用聚苯乙烯（PS）/聚甲基丙烯酸甲酯双层栅极电介质，以兼顾OTFT的迁移率和工作电压。此外，提出并优化了由二元聚合物半导体组成的本体异质结沟道，以实现平衡的电子和空穴迁移率。优化后的...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项有机薄膜晶体管（OTFT）柔性逆变器技术虽然聚焦于微电子集成电路领域，但其核心创新理念对我司产品线具有启发性参考价值。 该研究通过双层栅介质工程和体异质结沟道优化，实现了电子和空穴迁移率的高度平衡（5.41×10⁻²和6.08×10⁻² cm²/V·s），构建出增益高...

Guo LiLei GeMingsheng XuJisheng HanXiangang Xu · 半导体学报 · 2025年8月 · Vol.46

碳化硅在功率电子器件领域具有显著优势，但其制造工艺仍是制约广泛应用的关键瓶颈。相比单晶，多晶SiC成本更低、更易制备，但性能调控仍面临挑战。本文系统研究了一系列多晶3C-SiC样品的电学与材料特性及其关联性。通过TEM、XRD、拉曼光谱和EBSD分析，确认了样品的多晶结构、晶粒取向及残余应力。结果表明，在掺杂水平相近时，晶粒尺寸是决定电学性能的主导因素，电阻率与晶粒尺寸d满足关系式log(ρ) = -1.93 + 8.67/d。该发现为多晶3C-SiC的定量调控及其在电子器件中的应用提供了理论依...

解读: 该研究揭示的多晶3C-SiC电阻率与晶粒尺寸定量关系，为阳光电源功率器件选型提供了重要参考。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中，SiC器件的导通电阻直接影响系统效率和散热设计。通过该公式可预测多晶SiC的电学性能，为低成本多晶SiC替代高成本单晶方案提供理论依据。特别是在PowerTitan...