GaN半导体器件塑造电子的未来格局

来源：半导体产业纵横 Pragati Pathrotkar

GaN半导体器件用于增长消费电子产品的市场潜力 。

多年来，硅基半导体（如硅功率MOSFET）在功率转换应用中一直占据着至高无上的地位。许多硅功率器件制造商已经扩大了他们的产品线。然而，在过去的几年里，这些参与者在电力电子领域的独特能力逐渐消退，开启了GaN半导体器件市场产品开发的新时代。

对GaN半导体器件的需求已经蓬勃发展，以满足多个行业中不断扩大的电力电子应用。研发很早就开始了——也许是从过去十年开始的。

产品开发势头积极，基于这些宽带隙半导体器件的高性能、低成本开发、高功率密度和能效的领域。有趣的是，尽管被视为硅基技术的飞跃技术，但它们的成本较低，这是因为可以使用与硅半导体相同的程序制造这些技术。

随着技术的不断进步，生产成本只会进一步降低，从而刺激GaN半导体器件市场中新型器件的商业化步伐。基于GaN半导体的电力电子器件除了在功率转换中的大量使用外，还在RF和模拟应用中取得了前所未有的渗透。

不断有新进入者进入GaN半导体器件的丰富机会。他们不断增加功能，特别是在GaN晶体管方面，并使价格具有竞争力，以获得GaN半导体器件市场的更高份额。

引人注目的是，其中一些公司提供的产品有望比最先进的硅基器件具有更好的功率密度和效率。一个恰当的例子是许多公司在GaNHEMT器件（eHEMT）上进行研发。首先，德国半导体公司英飞凌科技股份公司（InfineonTechnologiesAG）正在提供用于开关模式电源电路的GaNHEMT器件。有趣的是，其产品旨在提供高达600V的电压范围内的功率转换。因此，小型GaNFET中的新设计机会有望为消费电子、汽车和数据中心应用中的一些令人难以置信的途径铺平道路。

氮化镓功率器件在汽车行业商业化的巨大途径

多年来，GaN半导体器件的使用范围显著扩大，这取决于先驱们在器件尺寸和性能方面取得突破的不懈努力。用于汽车电子的GaN正在吸引众多车辆的关注。特别是自动驾驶汽车一直是IC制造商为其旗舰产品寻求巨大商业化空间的主要应用之一。

毋庸置疑，汽车电子产品正走在耗电的道路上，多年来，无数的自主功能被添加到汽车中。汽车LiDAR就是一个很好的例子，GaN半导体器件市场的公司正在关注巨大的收入可能性。事实上，一些原始设备制造商和汽车公司的GaN技术通过推广作为自动驾驶汽车的下一代功率半导体技术来实现清洁能源转型的目标。

高性能增益和低成本使GaN技术对电动汽车具有吸引力

在GaN半导体器件市场运营的许多利益相关者对GaN技术在加强运输部门电动交通方面的应用特别热情。值得注意的是，它们旨在扩大GaNIC的功率范围和功能范围，旨在成为电动汽车下一代电力电子设备的推动者。引人注目的是，预计越来越多的Tier-1汽车电子制造商将为联网汽车中的电子驱动功能提供GaNFET，从而为市场带来新的收入来源。

一项评估GaN半导体器件机会的深入商业智能研究预测，到2027年，全球估值将达到约40亿美元。

GaN数据中心升级

在过去的10年中，数据流量成倍增加，预计这一趋势将持续下去。在这种背景下，GaN驱动的数据中心可能比后者更早成为现实。GaN功率IC可以作为现代超大规模数据中心的游戏规则改变者。

GaN半导体器件业务看到稳定收入潜力的另一个领域是便携式消费电子产品。它们越来越多地用于智能手机充电器以及一系列基于GaN的单端口和多端口充电器。

展望未来，电力电子行业的持续进步将导致GaN半导体器件的标准大规模生产设计，并不断专注于降低成本。这无疑开启了半导体行业的新阶段。