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路子越走越宽的GaN
来源:半导体行业观察 | 作者:龚佳佳 | 发布时间: 2022-08-22 | 966 次浏览 | 分享到:

近年来,在材料生长、器件制备等技术的不断突破下,第三代半导体的性价比优势逐渐显现。其中,氮化镓从2018年开始,凭借着在消费类快充电源领域的如鱼得水,其发展也逐渐驶入了快车道,业界甚至将7月31日定为世界氮化镓日。


本篇文章就来探讨下,随着氮化镓市场的持续火热,其未来会呈现出怎样的光景?厂商们又为之做出了怎样的布局?


消费领域放量,迈向更高市场

氮化镓作为一种宽带隙复合半导体材料,具备禁带宽度大、击穿电压高、热导率大、开关频率高,以及抗辐射能力强等优势。其中,开关频率高意味着应用电路可以采用尺寸更小的无源器件;击穿电压高则意味着电压耐受能力比传统硅材料高,不会影响导通电阻性能,因此能够降低导通损耗。种种优势加持下,GaN 成为了更好支持电子产品轻量化的关键材料。


以氮化镓最为火爆的快充市场为例,与传统快充相比,氮化镓快充具备更大的功率密度,充电和散热速度更快,而且体积更小、便于携带,可以满足消费者对于电子产品充电快与轻量化的双重需求,vivo、OPPO、苹果、三星等手机大厂也接连入局。


今年3月,氮化镓厂商纳微半导体和GaN Systems先后宣布,进入三星Galaxy S22快充供应链,助力实现配套45W快充充电器;7月,Realme发布了真我GT2大师探索版,除了搭配百瓦氮化镓充电头之外,还首次在手机端引入氮化镓功率器件;同样在7月,iQOO宣称已在关键元器件电源开关和PFC两处使用氮化镓,iQOO10Pro更是首次商用200W 超快闪充技术,最快10分钟可将4700mAh大电池从1%充至100%。种种举措再次印证了手机厂商对于GaN快充产品的认可。


数据显示,现如今消费快充市场已成为绝大多数氮化镓功率半导体厂商营收的主要来源。据市场研究机构Yole预测,在消费类电源市场,氮化镓的规模到2027年将超过 9.156 亿美元,2021 年至 2027 年期间的复合年增长率将达到 52%。


图源:Yole


与此同时,在相关技术演进和终端厂商的联合推动下,氮化镓的应用场景也在不断扩展。不少分析师纷纷指出,除了消费快充,数据中心、通讯基站、可再生能源等工业,甚至汽车市场等都将成为推动下一个功率 GaN 浪潮的驱动力。


图源:集邦咨询


在数据中心和通信两个应用领域,GaN的理论优势正在主流设计中逐渐实现。对于这两个耗电大户来说,GaN电力电子技术可助力终端设备降低电力成本,并提高运行效率,目前Rohm 正在为电信/数据通信应用提供 150V GaN 产品。YOLE预测,用于数据通信/电信的 GaN 市场预计 2021-2027 年的复合年增长率为 69%,到 2027 年价值将超过 6.178 亿美元。