氮化镓在车辆方面未来发展前景广阔

由于新能源汽车的快速发展趋势，氮化镓的主要用途是慢慢向充电器、汽车逆变器和毫米波雷达拓宽。近日，文泰科技董事会秘书在金融平台回应投资者问题时提到，安世半导体发布领域先进的氮化镓电力电子设备，应用领域比较纯电动汽车、大数据中心、高端开关电源等行业。

根据阿里巴巴达摩院的预测分析，2021年以氮化镓、碳碳复合材料为象征的第三代半导体材料将大爆发。据公布资料显示，2020年氮化镓销售市场主要应用于光学、频射、电力电子技术等行业。其中，光学工业占氮化镓销售市场的68%，市场容量约为224.7亿元。频射和电力电子技术行业各占氮化镓销售市场的20%和10%。氮化镓的高效传热远远超出了硅基元件的特性。从目前的销售市场份额来看，氮化镓在电力电子技术行业的市场渗透率较低，发展趋势空间较大，特别是在功率适配器、无线快速充电技术等行业。由于新能源汽车的快速发展趋势，氮化镓的主要用途是慢慢向充电器、AOD476汽车逆变器和毫米波雷达拓宽。

氮化镓在车辆方面的优势，现状

随着车辆电化和智能系统的发展趋势，纯电动汽车对高效率和高功率的需求更加严格。氮化镓电子设备的应用不仅可以降低室内空间份额，还可以提高功率和车辆耐久性，为用户提供更好的驾驶体验。与碳复合材料相比，氮化镓的电源开关频率较高，因为氮化镓具有较高的电子设备电子密度，所以关闭时间基本为零，开关损耗相对较小。同时，氮化镓的热处理工艺具有较高的工作能力和功率。氮化镓元件的应用可以提高输出功率转换的高效率，降低充电电池的成本。

纳微在行业会议上提到，与传统的汽车截供家用电器相比，氮化镓充电器的电池充电率提高了60%以上。当两个充电头的容积相同时，氮化镓充电器的电池充电率可以提高近3倍，净重可以显著降低。

在车辆行业的应用中，为了减少车载逆变器的容积，提高其特性，大多数电力电子设备采用氮化镓和碳碳复合材料。现阶段氮化镓价格约为硅基元件的3倍，碳碳复合材料价格约为硅基元件的10倍。氮化镓在成本方面更有优势，因为氮化镓和碳碳复合材料具有高频、低通、无耗的特点。

安世半导体车规650V氮化镓电力电子设备

对于汽车规格的电力电子设备，安世半导体有很大的发言权。安世半导体在车辆行业奋斗多年，技术积累丰富，拥有几条经过严格车辆规格验证的圆晶生产线，不断提高生产线，扩大生产能力。凭借强大的技术积累，安世半导体汽车功率MOSFET在2019年排名世界第二，仅次于英飞凌。

2019年，安世半导体首次发布了行业领先的氮化镓电力电子设备。近日，文泰科技董事会秘书在金融平台回应投资者问题时提到，安世半导体发布领域先进的氮化镓电力电子设备，应用领域比较纯电动汽车、大数据中心、高端开关电源等行业。在回复中，要注意氮化镓在新能源汽车牵引带逆变电源中的应用，并表明额定电压为650V的氮化镓商品已按车辆规定进行检测。

图：HTRB期间内的导通电阻测量

GAN063-650WSA是安世半导体的氮化镓电力电子设备，额定电压为650V，通断电阻为50mΩ。为防止具体应用中峰值工作电压过高，穿透电子设备造成电源电路故障，安世将电导体提高到800V，同时浪涌电压(1.3V/12A)较低，进一步保持了设计工作的可靠性。可在-55℃至175℃的温度条件下工作，能有效兼容车辆使用的温度要求，主要用于车辆开关电源的变换和牵引带的逆变电源。图为GAN063-650WSA在工作电压为650V，温度为175℃，AEC-Q101Revd等级在极限运行状态下的验证检测结果，根据检测数据，氮化镓电力电子设备动态通断电阻的较大偏位低于15%，远小于AEC-Q101Revd等级偏位20%。

图：1000小时的效率测试结果

图为GAN063-650WSA连续运行1000小时的检测结果。从主要参数可以看出，转换效率接近98%，转换效率在1000小时内长期保持，符合AEC-Q101车规验证规定。

从以上高温、高压及其高效检测结果来看，安世半导体氮化镓商品在工作中的稳定性和近98%的高效率转换非常适合车辆行业，提高了车辆的能耗水平。据新闻媒体报道，安世半导体已经开发设计了额定电压为900V的氮化镓元件，未来还将有1200V商品的解决方案，重点摆脱我国氮化镓商品低压应用的局面。

纳微半导体汽车交易市场布局合理

纳微是世界上唯一一家氮化镓公司，提供从20瓦到20KW的彻底计划。近日，电子爱好者网获悉，纳微半导体将涉足车辆行业，扩大氮化镓在车辆中的应用。2021年第四季度，纳微在上海开设了致力于纯电动汽车相关产品的R&D中心，并继续发展壮大广发银行英雄帖电瓶车产品R&D部门。

总结

氮化镓促进了电力工程电子产业的发展趋势。在OBC的应用中，商品容积可以减少到原来的20%，电池充电效率可以提高到98%。在DC/DC的应用中，功率也可以翻倍。随着新技术的发展趋势，氮化镓电力电子设备的额定电压可能会增加，未来车辆的发展前景很大。