氮化鎵半導體發展前景如何?

楊旻威


幾天前舉辦的一場小米10發佈會,成為了今年電子行業的一個激活器,5G上下游產業鏈信心被提振,一系列技術被正式推向了商用進程,驍龍865、LPDDR5內存、WiFi 6等,還有一款配件產品就是普及率非常低的氮化鎵充電器。

在小米10新品發佈會上,小米創始人雷軍詳細介紹了氮化鎵(GaN)充電器,作為一種新型的半導體材料,氮化鎵做出來的充電器體積非常小,充電效率卻特別高,因此這次推出的小米氮化鎵65W充電器比標配的65W充電器體積要小一半。

為什麼使用氮化鎵能夠縮小體積呢?作為第三代半導體材料,氮化鎵相比硅材料有著成倍的性能提升,帶來的優勢就是比硅更適合做大功率的器件,體積更小的前提下,功率密度還能夠更大,相比舊式慢速硅技術加快了20倍,功率高出3倍。

因此氮化鎵技術成為了下一代技術突破的關鍵,在技術不斷實現突破、價格變低之後,氮化鎵將能夠成為最重要的半導體材料,從而使行業產生巨大變革。因此在小米發佈氮化鎵65W充電器之後,整個產業都發生了巨大的變化。

氮化鎵相關概念股瞬間大漲,A股相關上市公司中,三安光電、士蘭微、華微電子和海特高新均實現了大漲,21只個股今日(2月17日)市值累計增加292億。至於小米發佈的氮化鎵充電器,技術方案源自納微半導體,此前小米早已投資該企業,為這次合作埋下伏筆。

過去幾年裡,小米的產業鏈投資一直都有業務戰略性,是為了追求反映未來趨勢的創新技術,而並非單純的財務投資,這次推出的氮化鎵充電器同樣具有行業風向標的意義,堪稱是一項“黑科技”技術的普及。

氮化鎵作為一種純人工合成的材料,對設備要求苛刻,技術上也異常複雜,由於技術受限而導致產能非常低,因此氮化鎵單晶材料非常的昂貴,2英寸售價便高達2萬多。但這次小米將氮化鎵充電器定在了149元,創下了行業新低,而且是首個將氮化鎵USB PD快充單獨零售的手機企業。

小米的這一舉動,無疑拉低了整個氮化鎵充電器產業鏈的生產成本,小米對這個行業的巨大貢獻,也因此反應到了產品上,這款產品的官方商城預約頁面已經有多達6萬人預約,意味著整個行業將會迎來新的突破點,相信這項技術未來將會成為手機行業的標配。


王石頭科技


硅基氮化鎵半導體材料相比碳化硅基氮化鎵及砷化鎵,在實際案例中,目前還沒有被廣泛應用,但是因為性能優異,所以以後有望普及。\r 例如相比碳化硅基的氮化鎵,硅基的氮化鎵比碳化硅基的氮化鎵在線性度上有不同的顯現,可對基站的複雜信號進行數字調製。\r 在產能上,碳化硅基由於材料特性,不支持大的晶圓,而硅基氮化鎵材料支持大晶圓的特性,有利於電路的擴展和集成,未來有可能在相關領域取代碳化硅基。\r 另外相比砷化鎵,氮化鎵擁有高一些的飽和功率,所以當作低噪聲放大器使用時,適合雷達等應用領域,可以省略掉限幅器,限幅器的主要作用就是防止高功率干擾信號對放大器帶來損失。所以簡化的系統噪聲係數會好於砷化鎵,除此之外混頻器等應用中,更好的動態範圍也比砷化鎵合適。\r 綜合以上所述,從某些方面來說,硅基氮化鎵半導體材料有一定優異性,未來有望被廣泛應用。


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