氮化镓电力电子器件目前的主流方案是硅基氮化镓，大幅降低了氮化镓器件的成本，加速了先进技术的落地和市场化。不过，硅基氮化镓电力电子器件的击穿电压较低、导通电阻较高，得到的品质因子距离氮化镓材料的理论极限非常遥远，而品质因子是电力电子器件的基础型核心指标之一，这就大幅限制了器件的性能。
近期，论文《用于高效功率转换的多沟道纳米线器件》（Multi-channel nanowire devices for efficient power conversion）发表在Natural Electronics。实现1300V高击穿电压，导通电阻降低为1/5，品质因子提升4倍。
图：氮化镓高压多沟道器件概念
该技术解决了两个电子器件中基础性、原理性的挑战。第一，怎么降低器件的电阻，但又不损失电子的迁移率。第二，如何在低电阻的情况下实现高击穿电压。
从材料结构方面，使用了多沟道结构，取代传统的单沟道结构，大幅降低了器件的电阻，但不损失迁移率。研究者通过材料结构的设计和外延工艺的提升，在 100-200 纳米的多沟道内，堆叠了 4 至 5 个导电沟道。
从器件设计方面，使用了原创的三维场板结构，并申请了专利。与平面场板相比，三维场板可以把高电场屏蔽在器件的关键结构或易损区域之外，以有效地提升器件的击穿电压。
现在，虽然氮化镓器件性能比硅好很多，但还未达到其极限。那么，氮化镓亦有可能通过更好的材料及器件设计超越氮化镓的材料极限，获得比现在氮化镓器件再好十几倍的性能，进而大幅提升电能转换的效率。多沟道器件技术是为了这一目的而开发的新型技术。它最大的特点是电阻低、损耗小，让它具有更高的能量效率，有望重新定义氮化镓电子器件。
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