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氮化鎵:輕巧、耐熱、高速開關,節能一把罩

本文作者:任苙萍       點擊: 2019-04-09 15:21
前言:
 
氮化鎵(GaN) 市場可概略分為光電和功率兩大塊,現階段,在發光二極體(LED)、射頻(RF) 元件和無線充電較具優勢,作為功率轉換、類比應用和RF 能量位移(displacement) 之用。氮化鎵在LED 照明和顯示器等光電領域擁有高滲透率,但著眼於它能最小化功率損耗並具有小型化、高速開關和高擊穿電壓等特性,今後功率半導體的成長空間相對更大,初期鎖定「低電壓之高階產品」。隨著技術推進、工作電壓拉高,未來在新能源、智能電網、資通訊設備和消費電子前景看悄,無線和自動化設備發展以及汽車GaN LED 汰換潮,將成為推動氮化鎵的主力。
受限於成本、產量和可靠性問題,氮化鎵比碳化矽(SiC) 起步晚,因具有更高的電子遷移率(Electron Mobility)、屬高電子遷移率電晶體(HEMT),理論上能以高於SiC 的速度進行切換、實現高速開關操作,確保電氣系統的高效率操作。功率器件中的高能效損失,主要由高器件電阻和開關轉換引起的傳導損耗所致;物理學家表示,如果將具有高擊穿電壓和低導通電阻的氮化鎵,推廣至所有電子設備,全球用電量可減少10~25% !此外,GaN 的低導電性能以緊湊尺寸維持高能量應用,進一步實現電路小型化或在同一區域擠進更多的氮化鎵。
 
圖:GaN 功率元件的應用拓展,將分兩路演進

資料來源:Yole Développement;

 

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