氮化鎵是一種具有較大禁帶寬度的半導(dǎo)體,是微波功率晶體管的優(yōu)良材料,也是藍(lán)色光發(fā)光器件中的一種具有重要應(yīng)用價(jià)值的半導(dǎo)體,氮化鎵可廣泛應(yīng)用在消費(fèi)類電子、數(shù)據(jù)中心、電動(dòng)汽車、新能源與儲(chǔ)能等領(lǐng)域。在2022廣東省半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)峰會(huì)上,英諾賽科(深圳)半導(dǎo)體有限公司(以下簡稱“英諾賽科”)產(chǎn)品應(yīng)用副總經(jīng)理陳鈺林介紹了英諾賽科在氮化鎵方面的研發(fā)進(jìn)展以及氮化鎵的應(yīng)用領(lǐng)域。
英諾賽科(深圳)半導(dǎo)體有限公司產(chǎn)品應(yīng)用副總經(jīng)理陳鈺林
陳鈺林介紹,英諾賽科是一家致力于第三代半導(dǎo)體硅基氮化鎵功率與射頻器件的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化企業(yè),并于2017年底建成了我國首條8英寸硅基氮化鎵功率器件的量產(chǎn)線。公司高低壓產(chǎn)品全面覆蓋,全部實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),另外,公司出貨量在氮化鎵領(lǐng)域排名全球前三,目前公司有蘇州和珠海兩個(gè)硅基氮化鎵基地。
陳鈺林介紹,公司產(chǎn)品從40V~300V都有覆蓋,之后會(huì)延伸至900V。器件方面,根據(jù)不同的功率等級(jí)有不同的封裝,目前公司的封裝形式主要是以貼片為主。他還介紹公司的高壓產(chǎn)品跨度較大,從功率看,30瓦~10K瓦都有覆蓋,可滿足充電器、服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能的應(yīng)用。陳鈺林還特別介紹,英諾賽科首家推出的雙向?qū)℅aN器件,利用氮化鎵雙向?qū)ǖ奶攸c(diǎn),目前已經(jīng)在手機(jī)內(nèi)部開始量產(chǎn),特別在電池方面具有非常大的優(yōu)勢。
陳鈺林重點(diǎn)介紹了氮化鎵材料,功率半導(dǎo)體的損耗包括開關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗,氮化鎵功率器件有三大優(yōu)勢:一是低Qg/Ciss,開關(guān)速度快,降低開關(guān)損耗;二是低Coss/Qoss,開關(guān)頻率高,降低開關(guān)損耗;三是Qrr=0,沒有反向恢復(fù)損耗(沒有體二極管),降低開關(guān)噪音,EMI性能好;四是低Rdson,降低導(dǎo)通損耗。此外,陳鈺林還介紹了英諾賽科氮化鎵的核心應(yīng)用領(lǐng)域在消費(fèi)類電子(手機(jī)、筆記本、PD快充、無線充電)、數(shù)據(jù)中心(人工智能、云服務(wù)器)、電動(dòng)汽車(激光雷達(dá)、48V電源、OBC)、新能源與儲(chǔ)能(光伏儲(chǔ)能)。
具體來看,未來2-3年氮化鎵主要應(yīng)用在手機(jī)以及電源管理方面。目前英諾賽科推出全球首顆進(jìn)入手機(jī)的氮化鎵器件氮化鎵電子開關(guān)并已實(shí)現(xiàn)客戶端量產(chǎn);在數(shù)據(jù)中心方面,GaN在48V數(shù)據(jù)中心架構(gòu)上具有顯著的效率及節(jié)能優(yōu)勢;在新能源汽車方面,氮化鎵是激光雷達(dá)Lidar(100V)的核心技術(shù)方案,華為的雷達(dá)已經(jīng)開始應(yīng)用;在新能源與儲(chǔ)能方面,DCDC、DCAC應(yīng)用氮化鎵具有高效、高頻、高功率密度的優(yōu)勢,整體體積比硅的系統(tǒng)減半,頻率提升2-3倍。
最后,陳鈺林總結(jié),氮化鎵應(yīng)用從消費(fèi)、工業(yè)、汽車、儲(chǔ)能等方面都有覆蓋,它帶來的核心優(yōu)勢是提升效率、減小損。換句話說,全球一年有30萬億度的電用量,如果之后有50%~70%的系統(tǒng)都適用氮化鎵,用電量將減少1萬億度,這一結(jié)果相當(dāng)于13個(gè)長江三峽發(fā)電站,從碳減排來看,相當(dāng)于接近10億噸的碳減排,對(duì)于節(jié)能減排有著重要的意義,這是氮化鎵對(duì)雙碳的助力。
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