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2021/10/11 氮化镓芯片变革半导体行业

 

氮化镓作原料的第三代半导体,技术特性使其可在体积与重量减半的情况下,实现3倍于旧式硅芯片的充电功率。

手机充电器仅为氮化镓芯片的应用场景之一。据公开信息显示,目前在个人电脑、数据中心等领域均有商业应用,并正在向太阳能、电动汽车等领域拓展。

回顾半导体行业的发展历史,新技术与新应用场景的变革总是会深刻影响着行业格局。硅由双极型转变为MOSFET时(bipolar to MOSFET),催生出了很多新的电源设计公司。

但要推动新技术由概念转变为生意并非易事。与硅器件相比,氮化镓器件的高成本同样是亟待解决的问题。氮化镓器件的成本主要来自芯片外延的开发与生产、代工(fab process)以及封装三个环节。为了进一步实现氮化镓的高频特性,使用了专有开发的PDK套件高频封装,在代工方面采用fabless模式。未来将进一步提升工艺良率、减小die(裸晶或裸片,是芯片的组成部分。由晶圆切割得来,封装后成为芯片)的面积,降低成本。

由于氮化镓应用生态仍处发展阶段,使用氮化镓器件进行产品设计的难度也相对较高,这也从侧面反映出,氮化镓相关的行业生态尚未完善。与氮化镓配套的高频控制器、高频磁芯等设备仍存在缺位的情况。以磁器件为例,目前氮化镓器件已经能够达到10M以上的开关频率,但目前与之配套的磁器件频率最高值仅为400k至500k。

另一方面,与硅芯片相比,氮化镓芯片的二氧化碳排放量相对较少。据统计,到2050年,如果50%以上的硅器件能够转成氮化镓器件,那么整个全球碳排放量可减少10%。

降低氮化镓器件的成本、完善氮化镓的行业生态、拓展新的应用场景都会是必须要解决的难题。但这些绝非一蹴而就的事,氮化镓芯片的普及还需要时间。


(文章来源:面新闻)

中顺新能市场部 2021年10月11日 责任编辑:小郑

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