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氮化镓充电器只是开始,氮化镓的落地之路?

发布日期:2021-07-28 16:57浏览次数:
氮化镓是我们关注最多的新材料之一。以氮化镓为代表的宽禁带半导体材料(第三代半导体材料)具有高击穿电场、高饱和电子速度、高热导率、高电子密度、高迁移率等特点和优势,被广泛应用于新能源汽车、轨道交通、智能电网、新一代移动通信、消费类电子等领域,被视为支撑能源、交通、信息、国防等产业发展的核心技术。

氮化镓

小米充电器引爆氮化镓市场

第三代半导体材料中,绝大部分材料还在实验室阶段,但氮化镓和碳化硅已经获得大量的应用,特别是碳化硅应用较为广泛。近几年,氮化镓的研发应用也进入快车道,但凡应用落地的行业必定引发行业的震动和格局重组。

雷军在充电器发布中的一段描述,有助于我们揭开氮化镓的神秘面纱,“我以前是码农,当时每天都背着笔记本电脑,最恨带「铁疙瘩」充电器,又丑又大又重。看看今天的 GaN 充电器,唇膏大小,实在太方便。” 这款功率达到 65W 的充电器,大小却做到了只有同功率充电器的三分之一,这些得益于氮化镓电阻低,电导损耗小;开关频率高;禁带宽度大;化学性能稳定;抗辐照能力强等特点。

氮化镓的应用远不止充电器

小米氮化镓充电器只是氮化镓材料落地的场景之一,只是个开始。和小米充电器一样,氮化镓的其他落地场景也与该材料的特性有着直接的关系。

首先,禁带宽度大。氮化镓禁带宽度大的这个特性,是5G 射频应用技术的绝配。因为禁频带宽更大,因而它可以承受更高的工作电压,这也使得氮化镓射频天线相比起其他半导体材料拥有更高的瞬时带宽。这一点,正是5G网络使用载波聚合技术以及高频率的载波所要达到的目的。氮化镓在射频应用方面的基站PA应用,让为华为代工PA芯片的三安集成出尽了风头。

其次,功率密度高。5G的一个关键技术是Massive MIMO,该技术保证了5G连接的高可靠性。但这这个技术则要求基站需要配备大量的阵列天线,而功率密度更高的氮化镓则可有效缩小这些阵列天线的体积,让5G基站可以较好地隐藏在路灯、电线杆上。

再次,开关频率高。氮化镓开关频率高的特点,在无人驾驶技术上发挥地淋漓尽致。激光雷达之于无人驾驶就相当于人的眼睛,而氮化镓就是让这双眼睛变得更加灵敏的其中一位幕后功臣。由于这个特性,使得应用氮化镓的激光雷达相比起主流应用硅元素制作的激光雷达,反应速度高出100倍。虽然最终效果还会受到算力等因素影响,不能达到100倍的效果,但是运用氮化镓场效应晶体管的激光雷达,经过测试确实可以让这双「眼睛」的灵敏度大幅提高,物体识别精度也会更高,让自动驾驶更加安全。

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