氮化镓又增100亿新机会，美的正在介入！

8月20日，据《珠江商报》报道，美的正在自主研发氮化镓芯片。

该技术将用在哪里呢？将与三安集成合作生产？今天，“三代半风向”跟大家聊聊氮化镓的射频能量应用。

美的研发氮化镓

联手三安生产？

据介绍，美的厨电公司将开展“基于氮化镓固态源的射频烹饪技术研究与应用，研发新一代具有自主知识产权的氮化镓芯片”。

简单来说，美的将开发射频氮化镓芯片，用在微波炉等家电中。

美的很早就看好氮化镓射频技术，早在2016年以前，美的跟Ampleon联合开发了针对铁路和集装箱卡车等防颠簸的大型氮化镓微波炉。

关于自研氮化镓芯片，美的厨电公司研发团队表示，“该项目将打破国外射频功率放大芯片的垄断及技术封锁，引领射频固态加热领域的全新应用，实现跨应用场景、跨行业其他微波产品应用”。

“三代半风向”认为，美的应该不会自己建线，而是委托其他人生产。据了解，2019年3月，美的与三安集成达成战略合作，共同成立第三代半导体联合实验室，合作方向聚焦在氮化镓、碳化硅功率器件芯片与IPM应用电路。

惠而浦、恩智浦、英飞凌等也在推

市场前景如何？

2014年

恩智浦、Rogers和惠而浦等企业成立射频能量联盟(RFEA)。

2015年

MACOM推出100W的硅基氮化镓射频微波炉方案。

2015年

飞思卡尔发布Sage固态“射频烹饪”概念。

2019年

恩智浦推出首款碳化硅基氮化镓射频功率晶体管，效率高达73%。

但事实上，氮化镓固态微波源还处于实验和推广阶段，市场份额很小，主要原因在于价格上暂时也没有优势，少部分的硫灯、微波炉等已经在应用。

目前，微波射频能量主要有磁控管、氮化镓和硅基LDMOS三种，应用最为广泛的是磁控管。

但磁控管存在几个缺点，一是需要高电压（4-15 kV），二是能效低，三是不适用于恶劣环境，四是会有热量漂移，不能均匀加热。

因此，以硅基LDMOS和氮化镓为代表的固态微波源备受关注，而且LDMOS和氮化镓可以在微波炉的能量等级、频率、相位、开关时间等方面进行精准的控制。

相比氮化镓，LDMOS的唯一优势是成本接近磁控管。但是，LDMOS能效比氮化镓低10%、功率密度仅为氮化镓的四分之一到六分之一。

技术

硅基LDMOS

GaN

磁控管

能效

54%

最高74%

17-54%

工作电压

＜50V

＜50V

4-15 kV

射频效率

超过90%

超过90%

0-90%难以控制

能量等级

从低到高，可变

从低到高，可变

固定不可变

寿命

10年

10年

5000小时

现在，氮化镓在微波炉等射频能量方面有显著的需求，比如RF能源联盟正在努力制定规范，要将烹饪设备的效率提到的60%，而只有GaN能够实现这一目标。据了解，中国正在考虑将它纳入能源标准，因为中国制造了全球约80%的微波炉。

但是，现在问题是价格。RFEA联盟认为，300W固态电源模块的价格不得超过12美元（77.7元人民币），相当于0.04美元/W（0.26元人民币/瓦），对于氮化将来时非常具有挑战性的。

目前碳化硅基氮化镓比传统技术贵5到10倍，而硅基氮化镓是有机会的。比如MACOM推出的300W硅基GaN器件，售价约为15美元，效率超过70%，换算下相当于0.05美元/W，已经接近最低价格水平。

随着硅基氮化镓向8英寸晶圆过渡，价格还有下降的空间，市场空间也非常大。QYResearch，2020年，全球微波炉市场规模达到了572亿元，预计2026年将达到786亿元，年复合增长率(CAGR)为4.6%。

据其他机构预测，到2027年微波加热市场预计将达到103亿元。