GaN(氮化镓)消费级电源时代要来了

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在电子产品的发布会上,赿来越多的厂商开始发布了自己GaN充电器,展现了消费者对于GaN产品的需求在进步,配件市场方面估计2025年全球GaN快充市场规模有600多亿元。

GaN材料的历史

GaN材料和现在主流的SiC材料优点是带宽非常的宽,导热率大,电子饱和速度高,化学性质稳定。应用在大功率高温环境下的电器较好。

GaN材料应用研究在上世纪70年代初就开始进行,但是直到2006年才开始应用比较多,主要原因是1.衬底材料缺乏,不能作成大块的样品2.形成晶体过程中要浓度高的空穴一起掺杂。在80年代时,通过在SiC和蓝宝石上先生长成为一层过度层的方法来获得GaN薄膜才解决了衬底问题。

同时在解决空穴方面研究人员开始用低能电子辐射这一技术得到了空穴,解决了材料形成的问题。在2006年工艺的提升使得产品的生成方式和硅基的相同,降低了成本和使硅基芯片转为GaN生产,发展到现在GaN的生产方式处在了第三代。

氮化镓快充时代开始

去年美国CES展会上,GaN的快充头头非常的多,输出65W、100W等多个功率段和扩展坞中,都有运用。现今电池技术没有较大突破的情况下,续航成为一个大的问题。解决方案有快充,无线充电等。充电5分钟,通话两小时的广告里,充电速度作为产品卖点之一,使用大功率的充电设备利用碎片化时间补充电量成为一个新的选择。一般应用比较多的产品采用65V GaN功率芯片作为电源的功率开关,并在终端应用上作到体积更小。

厂商们快速发展

2020年刚开始,疫情影响下,小米通过在线直播的方式介绍了新品65WGaN的充电器,售价为149元,从淘宝网上搜GaN 快充出现的产品也非常的多了,一般的价格在100左右能够被大部分人接受,也使得GaN的发展极大的促进。在市场方面今年的GaN充电器会快速在电子设备的配件市场中快速发展,同时估计手机厂商方面也会将GaN产品作为标准配件,将GaN技术应用发展开来, 让我们迎来GaN时代。

 

 

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“第三代半导体材料”——氮化镓晶片

起初,氮化镓这一半导体材料界的“新新人类”,最先在国防与航空领域有了用武之地。这位 “氮化镓”小哥在国防航空方面不遗余力地大展拳脚,成功吸引了电能资源、通讯等其他领域的注意目光,于是一场“氮化镓”的应用大戏在世界各地轮番上演。GaN在国防航空领域的应用,现在这些GaN技术已经慢慢地正从军用转为民用。例如,汽车无人驾驶系统、60GHz频段的Wi-Fi技术、无线通信基站、还有就是5G通信。

针对功率转换,SiC和GaN的未来展望

碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)半导体在电源应用方面比硅半导体更具优势,特别是在电源市场。然而,使用这些宽带半导体(WBG)的设计师面临着一些现实生活中的挑战。

异军突起的第三代半导体材料为何方神圣?

相比于第一二代半导体材料,第三代半导体材料具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的热导率、更高的电子饱和速率及更高的抗辐射能力。更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件,所以通常又被称为宽禁带半导体材料。而其中较为突出的两个分支,则要属目前发展已较为成熟的SiC和GaN了。