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GaN引关注,多家企业积极部署

2020-03-17 11:23:40 来源:大比特商务网 作者:KMY 点击:1425

【大比特导读】近年来半导体材料(WBG)─氮化镓、碳化硅等新一代半导体材料应运而生,氮化镓应用的逐步扩大,规模化效应会逐步凸显,渗透率会加速上升,引发了多家厂商对氮化镓的关注。

近段时间,氮化镓深受关注,在深交所开设的投资者与上市公司的互动平台上,氮化镓就成为投资者的重点关注对象。

主要源头是小米氮化镓充电器一度缺货。早在今年年初的CES2020,也有包括傲基、倍思等30余家厂商,共展示了60余款氮化镓充电器方案。

图片来源网络

氮化镓材料的必要性

针对技术来说,第三代半导体可以说是电源和变频器的必然选择。

长期以来,半导体材料都是由硅(Si)作为基材,不过,硅基半导体受限于硅的物理性质,且面对电路微型化的趋势,不论是在制程或功能的匹配性上已届临极限,愈来愈难符合芯片尺寸缩减、电路功能复杂、散热效率高等多元的性能要求。

加上未来更多高频率、高功率等相关电子应用,以及需要更省电、更低运行成本、并能整合更多功能性的半导体元件。因此,近年来所谓的宽能隙半导体材料(WBG)─氮化镓、碳化硅等新一代半导体材料应运而生。

不少人分析,随着节能和能耗要求越来越严,第三代半导体作为电源或变频器将成为必然选择。

而氮化镓相比于硅,性能成倍提升,而且体积更小、功率密度更大,能够承受更高的工作电压,在提升充电效率的同时,也在变频变压等功率管理领域有应用潜能。

市场仍未渗透,氮化镓倍受期待

不过此前的氮化镓充电器市场并没有小米这种盛况。赛迪智库集成电路研究所副所长朱邵歆表示,虽然很多电源配件品牌在半年前已发布了数十款氮化镓充电器,但是由于价格高、品牌认可度低等原因,市场反响一般,压抑了氮化镓快充弥补电池容量不足的真实需求。

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再加上氮化镓功率器件虽然与硅相比具备多种优势,但在成本和良率上仍未达到硅功率器件的水平。朱邵歆表示,硅基氮化镓适合650V以下的低功率市场,但技术难度更大,尤其是材料环节存在共性的技术问题,由此带来的良率较低使得氮化镓功率器件的成本依然远高于目前通用的硅功率器件。不过随着氮化镓应用的逐步扩大,规模化效应会逐步凸显,成本将越来越低,氮化镓充电器的渗透率会加速上升。

不过相对于来说,氮化镓的主战场依然在汽车电子和 5G领域。

车用电子采用氮化镓元件,能实现更高的效率、更快速的开关速度、更小型化及更低的成本。而目前车用方向多用硅基,包括IGBT,如果说在新能源汽车方向有所突破,那将打开一个更广阔的市场。

不仅如此,光电领域里的LED、激光雷达和 VCSEL 传感器;射频领域里的5G 基站、军事雷达、低轨卫星、航天航空等也都可以看到氮化镓的应用。特别是在5g基站中,目前已经有了较高的需求。

不过值得一提的是,消费领域氮化镓受热捧也进一步印证了氮化镓工艺的成熟,氮化镓芯片的设计、制造成本或许已经得到了降低,并且将会继续降低。

多家企业积极部署氮化镓

在国际环境中,主要应5G及电动车的快速发展,高频、高压功率元件需求大增,宽能隙半导体材料的应声兴起,引发了多家厂商对氮化镓的关注。

全球晶圆代工龙头台积电此前就宣布了与意法半导体合作开发氮化镓,瞄准了未来电动车应用。意法半导体同时也宣布签署收购法国氮化镓创新企业Exagan公司的多数股权的并购协议。Nexperia 也宣布与知名汽车工程咨询公司 Ricardo 合作,以研制基于氮化镓(GaN)技术的 EV 逆变器技术演示器。

除此之外,目前国际大厂包括英飞凌、Navitas、GaN Systems、Transphorm 等均积极部署氮化镓。

而在国内,也有闻泰科技、士兰微、三安光电、海特高新、富满电子等持续关注氮化镓的发展。虽然因起步晚,国内厂商在技术上较国外有一定差距,但是从市场上来看,中国具有更广阔的的市场和需求,这同样利于国内厂商的持续发展。

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