氮化镓一种仍在起步的5G材料

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氮化镓技术在消费电子市场逆势升温、应用领域望进一步扩大自氮化镓(GaN)快充产品推出迅速成为手机周边爆款产品后,手机厂商纷纷布局。据不完全统计,小米、OPPO、realme、三星、魅族等知名手机企业近期已经先后发布和推出了快充的氮化镓充电器,这全面带动消费电子产品GaN技术快速放量,具高频、高功率特性的GaN第三代半导体材料在消费性电子市场逆势增温。氮化镓是未来具增长潜质的化合物半导体,能迅速应用于变频器、稳压器、变压器、无线充电等领域。与GaAs和InP等高频工艺相比,氮化镓器件输出的功率更大;与LDCMOS和SiC等功率工艺相比,氮化镓的频率特性更好。氮化镓拥有大禁带宽度、直接带隙,很高的电子迁移率等的特点,是一种理想的短波长发光器件材料,并且耐高温,耐高压,在最大频率和功率密度方面都远优于Si材料,相对于第一代和第二代半导体具有更好的物理属性,能更好地满足未来发展需求。其主要应用于军用或高性能射频器件,包括卫星、航天、手机等通信领域,以及在光电子,微电子,高温大功率器件和高频微波器件等非通信领域中均有广泛的应用。GaN充电器不仅具备低发热、小体积的突出优势,在充电功率转换上更具优势,业内预计市场规模有近百亿美元。作为功率器件,GaN在电源设备上先行一步,在其它电子器件市场也有望加速渗透。另一方面,5G为射频主战场带来重大机遇。射频领域是GaN技术渗透率最高,发展前景最大的行业。预计将保持23%的年复合增速,年市场规模可达13亿美元。当前制作充电头的材料,是基于硅的半导体材料。在摩尔定律下,除了进一步提升硅相关的制造工艺,来减少体积和提高功率。寻找新一代的半导体材料,也成了一个重要方向。氮化镓,分子式GaN,从字面上来看,就是氮和镓的化合物。它并不是新半导体材料,早在年,就被经常用于发光二极管中。但这种材料一直没有被发扬光大,原因就在于制作工艺难度很大。现在使用的氮化镓,基本上都是硅基的,使用硅基氮化镓可以进一步减少氮化镓的制成难度,同时硅很便宜,很多工艺也能复用,所以市面上的所有氮化镓充电产品,都是使用硅基氮化镓制成的。氮化镓的三个特点:开关频率高、禁带宽度大、更低的导通电阻。开关频率是指充电头内部晶闸管,可控硅等电子元件,每秒可以完全导通、断开的次数。开关频率高可减小变压器和电容的体积,有助于减小充电头的体积和重量。某氮化镓30W充电头和苹果官方充电禁带宽度直接决定电子器件的耐压和最高工作温度,禁带宽度越大,器件能够承载的电压和温度越高,击穿电压也会越高,功率越高。更低的导通电阻,直接表现为导电时的发热量。导通电阻越低,发热量越低。硅(Si)、碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN这三个特点完全是为充电头量身定做的好吧。三个词来总结使用氮化镓材料的充电头就是:小巧、高效、发热低。如果觉得文章不错,可以点个收藏点击


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