“神奇材料”氮化镓 或将开启IT产业新时代

核心观点

产业发展包括三个周期:技术突破红利期、应用实现扩张期和同质竞争普及期。随着技术普及化和应用层面红利开发殆尽,IT产业已经进入同质化竞争的阶段。氮化镓作为一种应用面广泛的“神奇材料”,或将开启IT产业新时代。

技术突破引领产业新周期

产业发展周期一般包括三个阶段。

第一阶段由技术突破开始。这里所说的技术是广义的概念,包括科技、材料、生产工艺等的进步和迭代。技术的突破,意味着原来无法满足的需求可以变成现实,或者以更高效、低成本的方式替代既有的方法来满足需求。在这一阶段,谁拥有“核心科技”就能领先市场。当然,技术突破需要大量的研发投入和可行性实验,一旦方向出错可能导致企业之前的积累化为乌有。

相对安全的是第二个阶段,当新技术已经被验明能够创造新需求(或者提高效率),基于新技术和用户使用场景开发出应用(不仅是APP)就成为主要的扩张模式。无论是早年的Wintel联盟,还是开创移动互联网的苹果公司,都是这一阶段收获最多的公司。

到了第三阶段,技术成熟、场景相对固定,拥有成本优势、营销能力和销售能力的公司将成为主流。这一阶段的竞争也更加激励,消费者可以用最低的价格买到产品和服务,甚至享受到“免费的午餐”。而作为供给端的企业,只能在外观、颜色、尺寸、形状等维度进行微创新,激发用户潜在的非刚性需求了。

至此,产业要想继续发展,需要新一轮技术突破来驱动。而此时市场也呼唤新技术早日成熟,以便为用户创造更多的价值。

IT产业面临瓶颈

2007年,在信息技术(特别是移动信息技术)积累到即将突破时,苹果开创了全新的模式,无论是人机交互、APP,或者APP Store生态,都给用户带来了全新的体验和无限的惊喜。直到2014年iPhone 6和iPhone 6 Plus的出现,将之前IT产业积累的技术红利完全释放。期间,海量用户从PC转移到手机,通讯从2G进入到4G,内容服务从门户到分发……作为用户,在这一期间的感觉是生活欣欣向荣,充满了刺激感和新鲜感。

而此后的五年(2014-2019),随着技术普及,应用层面红利开发殆尽,产业进步的发展速度也慢了下来。企业和用户都感觉好像是下了高铁上了公交,内心充满了焦灼的感觉,期盼产业能够更加快速的迭代。

氮化镓或开启IT产业“新风口”

IT产业的发展方向有两个维度,一是速度越来越快,二是成本越来越低。下一次技术突破,将在这两个方向同时取得进步,释放巨大的技术红利,形成新的风口。

新风口源自一种第三代半导体材料——氮化镓(GaN)。这种“神奇材料”由于其自身具备的材料特性,可广泛应用于芯片制造、通讯、快速充电、无线充电、激光雷达(自动驾驶)以及制作Micro LED显示屏等多个方面。

在芯片领域,最新一代的氮化镓芯片,能够以传统芯片一半的体积,实现三倍的性能。

在通讯领域,为了实现更快的速度和更宽的带宽,通讯频段不断向高频迁移,氮化镓器件能够提供高频通讯网络所需要的功率和效能,并以更小的体积、更快的开关速度、更好的散热能力、更高的温度耐受力、更低的能耗成为新一代通讯器件的基础性材料。

在充电领域,氮化镓拥有远快于现代产品的开关速率,并且在高速开关的情况下保持高效率水平,可以将充电器的体积减少一半以上,而且发热量极大的降低。

无线充电也是氮化镓即将实现突破的重要领域。在使用谐振式耦合线圈驱动的无线充电解决方案中,基于氮化镓的器材能够在高频、高压及高功率下工作,而且具有低功耗、低电磁干扰、尺寸纤薄等特点。无线充电100W的技术方案已经成熟,随着供应链和产业链的成熟,即将进入大规模商用阶段。更有甚者,据公开报道,有公司实验成功了300W的无线充电,如果能够规模应用,将让我们全面进入“无线”时代。

“神奇材料”氮化镓 或将开启IT产业新时代

氮化镓制作的器件,在无人驾驶领域也拥有广泛的应用前景。激光雷达(LiDAR)是实现无人驾驶的关键设备,它的原理是发出激光脉冲,并接收从物体上反射的激光,再基于全球定位系统(GPS)和惯性导航系统(INS)在几百米的范围内建立周围环境的模型,尺寸可以精确到厘米级。越快的激光脉冲频率能实现更高的分辨率,而更高的脉冲电流让激光雷达看得更远。氮化镓材器件制作的激光雷达系统能够在极小尺寸上实现以上功能,大大提高了建模的精准度。而且,氮化镓制作的处理器,能够快速地收集、整合、处理来自多个雷达和传感器输入的信号,从而使无人驾驶安全可靠。此外,氮化镓器件还广泛运用于电动汽车的操作控制、电压转换、直流交流变频、高强度车灯和充电设备等方面,为实现全方位的无人驾驶提供全面的支持。

利用氮化镓制作的Micro LED显示器材,能够由“花粉粒”大小的芯片,精确控制每个像素独立发光,从而实现在任何角度和任何条件下,屏幕都具有极强的可读性、完美的色彩和均匀自然的亮度(亮度较OLED产品提高30倍),同时还能提供更好的稳定性和更低的能耗。随着Micro LED成本的不断降低,未来将“处处皆是屏幕、时时可以交互”,极大的改变人们获取信息的方式,丰富人们与各种设备交互的场景,真正做到万物互联。

氮化镓器件除了具有卓越的特性,更加重要的是,它可以采用与当前半导体产业链相适应的平面封装结构,随着制造工艺的成熟,总体成本将按照摩尔定律快速降低,性能则翻倍提升。有分析预测,氮化镓器件的成本很快将与传统的硅料器件相当,2019年可能就会迎来这一市场拐点。之后,氮化镓将迅速普及,极大的改变IT产业的“基础设施”。

无论是芯片、通讯器件还是显示器材,氮化镓以一己之力,几乎可以实现整个产业的升级。此外,它还将引领无人驾驶、快速充电产业的迭代,从而实现IT产业外延的扩展。随着新材料的广泛应用,人与人之间、人与万物之间将建立起“即时”的连接,我们正处在这场技术革命的最前沿。

“神奇材料”氮化镓 或将开启IT产业新时代


分享到:


相關文章: