多孔氮化鎵
關注創建者：匿名 創建時間：2021-08-23
多孔氮化鎵的實例教程
據介紹，JBD公司是Micro-LED顯示技術領域的一家前沿公司，而Porotech將在該合作關系下，為JBD公司提供其專有的多孔氮化鎵(GaN)技術，以助力其開發出改變整個電子顯示行業的技術和產品。
Porotech公司的多孔氮化鎵技術是顯示技術的突破，它意味著在未來，再小的顯示設備也能顯示高亮度、高清晰和更生動的畫面。另一方面，近些年市場上新推出的Micro-LED也是智能手機、智能手表和VR/AR頭戴式設備等產品實現下一個飛躍的潛在技術。相比較于OLED，這種技術可以實現高亮度顯示，它在戶外環境中特別有用——可以提高顯示對比度，傳統顯示技術中，太陽光經過顯示器反射會極大降低顯示器的畫面對比度。
當前的Micro-LED技術有著一個很大的問題，那就是其性能會隨著設備尺寸的減小而惡化。不過，Porotech公司開發出了一種新型多孔GaN半導體材料，并憑借此技術重新定義了Micro-LED的潛力。另外，這種技術也非常適合大規模生產的性能改進，甚至還可以根據個別客戶的需求進行定制設計和生產。
就在去年，Porotech公司推出了全球首款用于Micro-LED 應用的商用原生紅色銦氮化鎵 (InGaN) LED外延片。JBD現在計劃使用Porotech公司的多孔GaN技術來制造InGaN基紅色Micro-LED顯示器，并將其用于VR/AR頭戴式設備、AR智能運動護目鏡和平視顯示器等應用。
展開 來源：半導體行業觀察
隨著基于硅的技術發展逐漸接近極限，以碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）、氧化鋅（ZnO）、金剛石、氮化鋁（AlN）等為代表的第三代半導體迎來了爆發風口。其中，SiC和GaN作為目前最為成熟，商業化程度最高的第三代半導體材料自然風頭正盛。此前，我們曾在《“拯救”SiC的幾大新技術》一文中詳細介紹了SiC材料，這次我們來詳解下GaN。
氮化鎵主要是由人工合成的一種半導體材料，禁帶寬度大于2.3eV，也稱為寬禁帶半導體材料，是研制微電子器件、光電子器件的新型材料。相比“得碳化硅者得天下”，氮化鎵就顯得低調許多，1969年日本科學家Maruska等人才在藍寶石襯底表面沉積出了氮化鎵薄膜，本世紀初氮化鎵進入了飛速發展階段。2019年，氮化鎵作為第三代半導體的主要材料之一首次進入主流消費應用，并在2020年因小米氮化鎵充電器而引發關注。
低調卻“吸金”
雖然沒有碳化硅那么火爆，但氮化鎵的吸金程度也毫不遜色。據筆者不完全統計，除了國外的ST、英飛凌和PI等企業一馬當先以外，國內的英諾賽科和納微也發展迅猛，到這也擋不住氮化鎵的發展浪潮。
據不完全統計，2021年國內超9家氮化鎵相關企業獲得了超12輪的融資，其中禹創半導體、鎵未來、能華微電子等3家企業都完成了2輪融資，從透露的投資額來看，芯元基完成了逾億元B輪；南芯半導體完成了近3億元D輪融資；能華微電子則是完成了數億元C輪。此外，2021年封測巨頭晶方科技入局氮化鎵，投資了以色列VisIC Technologies Ltd．，環旭電子也宣布投資氮化鎵系統有限公司，加碼功率電子戰略。
展開 來源：水深三米
作者：滿川愛潛水
國內氮化鎵賽道的投資價值
一、氮化鎵賽道的投資價值
第三代半導體的材料特性帶來其對硅基功率器件部分市場的逐步替代，這一點不斷通過市場應用的驗證，已基本成為共識。
相比碳化硅，目前硅基氮化鎵的主要劣勢包括耐壓等級低和缺乏可靠性的驗證數據。另外，由于硅基氮化鎵整體產值低，尚未形成規模效應，導致成本相比碳化硅并沒有形成優勢。
但目前硅基氮化鎵廠商正在通過外延、器件結構、驅動控制電路推動產品向高耐壓（目前已有1200v的產品）和高可靠性（目前已有高壓器件的理想可靠性數據）不斷演進，且氮化鎵器件的售價已經逼近硅MOS，產品性能、品質、成本不斷逼近甜蜜點。
另外，相比碳化硅，硅基氮化鎵材料本身可以提供更高的電源效率和更低的成本，在600V至1200V區間，硅基氮化鎵會成為非常具備競爭優勢的技術方向。
另外，隨著碳化硅在汽車、光伏市場的不斷應用，國內外動不動幾十億甚至上百億產值的投資，直觀感受感覺碳化硅的市場規模很大，而用于小小充電頭的氮化鎵感覺市場規模要小很多。根據Yole發布的數據，2025年碳化硅的市場規模為25億美金，2026年氮化鎵市場規模預測數據為10億美金，乍一看確實碳化硅的整體產值確實是氮化鎵的好幾倍。
但碳化硅和硅基氮化鎵對于國內大部分企業的機會產值實際相當：
一是考慮襯底的產值。成本結構不同，沒有襯底環節的碳化硅企業機會產值大打折扣。碳化硅襯底的成本約50%，外延片的成本約20%，器件制造封測的成本是30%。
展開 行業主要上市企業:
目前國內氮化鎵行業的上市公司主要有華潤微(688396)、三安光電(600703)、士蘭微(600460)、聞泰科技(600745)
本文核心數據:
氮化鎵行業產業鏈、氮化鎵行業產業鏈全景圖、氮化鎵行業產業鏈生產企業熱力地圖
氮化鎵行業產業鏈全景梳理:氮化鎵制造涉及多個環節
在上游供應方面,碳化硅襯底
的原料包括石英礦、石油焦,氮化鎵的原料主要從硝酸鹽、金屬鎵中獲取;在中游制造方面,最主要的工序即襯底和外延生長,這是材料技術的關鍵點所在;在下游應用方面,氮化鎵一般用于器件/模塊的制造,最終形成半導體產品應用于各個領域。
GaN產業鏈按環節分為Si襯底(或GaN單晶襯底、SiC、藍寶石)、GaN材料外延、器件設計、器件制造、封測以及應用。各個環節國內均有企業涉足,如在射頻領域,SiC襯底生產商有天科合達、山東天岳等,GaN襯底有維微科技、科恒晶體、鎵鋁光電等公司。外延片涉足企業有晶湛半導體、聚能晶源、英諾賽科等。蘇州能訊、四川益豐電子、中科院蘇州納米所等公司則同時涉足多環節,力圖形成全產業鏈公司。
氮化鎵行業產業鏈區域熱力地圖:廣東省分布最集中
從我國氮化鎵產業鏈企業區域分布來看,我國氮化鎵行業產業鏈企業主要分布在廣東省,其次是福建省。其余地區雖然有企業分布,但是數量較少。
從代表性企業分布情況來看,江蘇省代表性企業分布最多,如蘇州納維、晶湛半導體、英諾賽科等。
展開 在 PCIM Europe 2020 上，GaN Systems 首席執行官 Jim Witham 介紹了一款 All-GaN（全氮化鎵）汽車，采用可再生能源的太陽能蓄電池，證明了 GaN 在汽車功率轉換方面的可行性，同時也證明了GaN適合所有需要更高電壓、頻率、溫度和效率的應用。
安世半導體也前行在讓GaN“上車”的路上，據安世半導體MOS業務集團大中華區總監李東岳介紹，安世半導體已經采用GaN材料開發出針對900V高壓的車載產品，且未來還有針對1200V產品的計劃，這打破了GaN僅適用于中低壓產品的傳統思維。
“電動汽車對高效率、高功率密度有著嚴苛的要求。通過節約零組件對車內空間的占用，讓乘坐空間更加舒適。針對高功率密度、強續航能力等需求，目前的硅功率半導體材料器件已經發展到瓶頸期。氮化鎵器件的開關速度比硅MOSFET快很多，在高效率和高功率密度方面更能符合電動汽車的需求。”
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多孔氮化鎵的最新內容
LCD（Liquid Crystal Display）顯示器是利用液晶顯示技術來進行圖像表現的顯示裝置，從液晶顯示器的結構來看，無論是筆記本電腦還是桌面系統，采用的LCD顯示屏都是由不同部分組成的分層結構。LCD顯示器按照控制方式不同可分為被動矩陣式LCD及主動矩陣式LCD兩種。
LCD顯示器是一種數字顯示器,它基于液晶技術。液晶是一種類似于晶體的物質,它能夠通過電場控制其光強度和顏色
CINNO Research 產業資訊，氮化鎵（GaN）晶體管作為一款具有較高輸出效率的半導體元件，已經被廣泛應用于移動數據（Mobile Data）通信基站、人造衛星通信系統（System）等諸多領域。由于晶體管工作時產生的熱量會導致其壽命降低、性能下滑，因此，需要采用具有較高散熱性的材料制作下層基底。但是，在目前主流的碳化硅基底上制作的晶體管在工作時，其散熱性能表現并不佳。
2023年數碼圈中討論較多的莫過于65W氮化鎵（GaN）充電頭。65W快充是目前快充市場出貨的主流規格；氮化鎵具有高可靠性，能夠承受短時間過壓；將GaN用于充電器的整流管后，能降低開關損耗和驅動損耗，提升開關頻率，附帶地降低廢熱的產生，進而減小元器件的體積同時能提高效率。
充電頭的工作原理：是將220v交流電轉化為直流電，在通過變頻的方式，將220V交流電變為5v直流電，從而為手機充電
65W快充是目前快充市場出貨的主流規格；氮化鎵具有高可靠性，能夠承受短時間過壓；將GaN用于充電器的整流管后，能降低開關損耗和驅動損耗，提升開關頻率，附帶地降低廢熱的產生，進而減小元器件的體積同時能提高效率。
近期美闊電子推出了一款全新的氮化鎵65W（1A2C）PD快充充電器方案，該方案采用同系列控制單晶片：QR一次側控制IC驅動MTCD-mode GaN FET(MGZ31N65
近期美闊電子推出了一款全新的氮化鎵65W（1A2C）PD快充充電器方案，該方案采用同系列控制單晶片：QR一次側控制IC驅動MTCD-mode GaN FET(MGZ31N65-650V)、二次側同步整流控制IC及PD3.0協議IC)可達到最佳匹配。
GaN/氮化鎵作為第三代半導體材料經常被用在PD快充里面；氮化鎵（GaN）擁有極高的穩定性，將GaN用于充電器的整流管后，能降低開關損耗和驅動損耗
2023年數碼圈中說較多的莫過于氮化鎵（GAN）充電頭。氮化鎵+充電頭+65w究竟會產生怎樣的火花呢？單口充電頭和多口充電頭能解決什么問題呢？不同品牌手機究竟怎樣才能選擇好適合自己使用的充電器呢？
氮化鎵是一種寬能隙材料，它能夠提供與碳化硅（SiC）相似的性能優勢，但降低成本的可能性卻更大。業界認為，在未來數年間，氮化鎵功率器件的成本可望壓低到和硅MOSFET、IGBT及整流器同等價格
除了氮化鎵功率芯片
以及MPS的同步整流控制器
還有其它如協議芯片，MOS管等
在消費電子領域
國產器件的平替進展到底如何
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出鏡 | 與非網行業分析師 曹順程
制作 | 與非網視頻團隊
氮化鎵充電器的快速崛起讓消費者不再滿足低功率的快充，而消費者的迫切需求也促使各家廠商不斷追逐更高功率的快充方案，目前公認的
三代半導體即寬禁帶半導體，以碳化硅和氮化鎵為代表，具備高頻、高效、高功率、耐高壓、耐高溫、抗輻射能力強等優越性能，切合節能減排、智能制造、信息安全等國家重大戰略需求，是支撐新一代移動通信、新能源汽車、高速軌道列車、能源互聯網等產業自主創新發展和轉型升級的重點核心材料和電子元器件，已成為全球半導體技術和產業競爭焦點。
氮化鎵是一種寬能隙材料，它能夠提供與碳化硅（SiC）相似的性能優勢
2022 年 8 月 18 日，移族在 2022 亞洲充電展上發布了號稱是行業天花板的“墨子”系列戶外電源，它集前沿的材料（固態鋰電，氮化鎵）于一身，搭載了全 DSP 數控高頻雙向 PCS 與雙向 DCDC 技術，并采用第一性原理思維導向的外殼框架散熱一體化結構設計，眾多黑科技究竟能碰撞出什么樣的火花？
真正的天花板級產品該是什么樣子？本文帶你一探究竟，在了解移族墨子系列之前
功率半導體組件與電源、電力控制應用有關，特點是功率大、速度快，有助提高能源轉換效率，多年來，功率半導體以硅（Si）為基礎的芯片設計架構成為主流，碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）等第三類半導體材料出現，讓功率半導體組件的應用更為多元，效率更高。
MOSFET與IGBT雙主流各有痛點
高功率組件應用研發聯盟秘書長林若蓁博士（現職為臺灣經濟研究院研究一所副所長
