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中国电子元器件网:氮化镓代工争夺战开打
- 发布日期:2024-07-04 06:29 点击次数:143 随着苹果手机X 3D传感技术的采用,半导体材料砷化镓因VCSEL等应用而闻名。最近,随着5G和电动汽车等新应用的兴起,对功率半导体的需求也在增加。新一代材料氮化镓(GaN)以其高频等优点迅速引起了市场的关注。以中国台湾企业为代表的铸造企业,在硅晶片铸造和砷化镓晶片铸造领域取得领先地位后,积极投身氮化镓领域,努力夺回铸造领域的领先地位。半导体材料进入第三代半导体材料经历了三个发展阶段。第一代是硅、锗和其他基本功能材料。第二代开始进入由两种以上元素组成的化合物半导体材料,以砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)等为代表。第三代是宽带化合物半导体材料,如氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)。目前,世界上绝大多数半导体元件是以硅为基本功能材料的硅基半导体。然而,在高压功率元件的应用中,硅基元件经常由于导通电阻过大而导致大量的功率损耗,在高频工作环境中,硅元件的开关频率相对较低,其性能不如宽带化合物半导体材料。硅基半导体限制了硅材料的物理性质,而氮化镓和碳化硅可以带来更高的能量转换效率,因为它们的导通电阻远低于硅基材料,导致更低的导通损耗和开关损耗。它具有高频高压、良好的导电性、散热性和小元件尺寸等优点,适合功率半导体应用。最近,受5G和电动汽车需求的驱动,氮化镓和其他材料已经成为半导体材料的未来之星。然而,氮化镓材料是众所周知的,并且开始于发光二极管领域。1993年,日本中村修二利用氮化镓和铟镓氮化物(InGaN)成功开发出高亮度蓝光发光二极管,因此人类已经组装出可以发射三原色光的发光二极管。5G促进氮化镓以高频和其他优势崛起在发光二极管领域发光发热后,5G和电动汽车的应用近年来有所增加,对高频大功率元件的需求也有所增长,氮化镓的市场讨论再次激增。氮化镓主要用于600至1000伏的电压范围。它具有低导通电阻和高频率的优点。它可以在高温高压环境下运行。然而,它的主要优势仍然在于高频成分。虽然它在高电压和高功率性能方面优于硅基材料,但不如碳化硅材料明亮。从应用角度来看,氮化镓应用包括变频器、变压器和无线充电,它们是国防、雷达、卫星通信和无线通信基站等无线通信设备的理想功率放大元件。随着5G技术使用更高的工作频率,业界乐观地认为,氮化镓元件将逐渐取代LDMOS作为5G基站的主流技术。此外,在手机功率放大器(PA)方面,氮化镓材料由于其高频优势,有望取代砷化镓工艺,成为未来市场的主流。目前的氮化镓功率元件主要由硅上氮化镓(GaN-on-Si)和碳化硅上氮化镓(GaN-on-SiC)晶片组成。尽管氮化镓基碳化硅(GaN-on-SiC)具有相对较好的性能,但其价格远高于氮化镓基硅(GAn-on-SIc),这使得氮化镓基硅仍然是当前市场的主流,主要应用于电力电子领域。预计未来将推出5G基站的功率放大器。
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