一周氮化镓（GaN）新闻汇编

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GaN功率半导体的2023预测

GaN Systems 对 2023 年做出了预测，涵盖功率半导体的供应链，以增加数据中心和电动汽车的可持续性法规。在 2023 年及以后，我们预测 GaN 需求将自然加速，以确保更可持续的未来。

GaN 功率半导体旨在通过利用高开关速度和低导通电阻来节约能源和使设备小型化。GaN 将有机会在机架式电源和服务器中的独立冗余电源中取代硅。这种使用 GaN 电源的服务器升级和服务器机架扩建将由英特尔和惠普OEM 的创新工作引领 更多服务器和机架电源公司将采用 GaN 并使 GaN 成为行业“标准”。

对电源的需求将增加 GaN 的使用，以通过其较低的开关和传导损耗特性来提高效率，并通过在比替代技术更高的频率下工作来提高功率密度。体积更小、效率更高的基于 GaN 的电源可直接降低数据中心的电费，并间接降低冷却系统成本。

2022-2023 年汽车平台设计阶段的高性能 GaN 解决方案将在 2025-2026 年成为主流，提供成本更低、能效更高的电源解决方案。家电、大屏幕电视、电动自行车和电动工具等新应用领域的增长将源于公司对 GaN 在消费电子领域的主流地位和价值的认可，以及他们对基于 GaN 的系统设计的验证。这些市场中的创新 GaN 驱动产品将在 2023-2024 年进入消费市场。

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河工大团队在GaN基Micro-LED获得新进展

近日，由河北工业大学张紫辉教授领衔的科研团队在具有倾斜台面的GaN基Micro-LED方面获得新进展。并以“On the impact of the beveled mesa for GaN-based micro-light emitting diodes:electrical and optical properties”为题发表在应用物理及光学领域权威SCI期刊《OpticsExpress》(vol. 30, no. 21, pp. 37675-37685, 2022)收录，文章链接：https://doi.org/10.1364/OE.470703。

智能手机、平板、电脑等高分辨率显示产品的快速发展，促使整个行业对高性能显示器的需求不断增加，基于Micro-LED的显示技术开始慢慢走进人们的视野。

河北工业大学张紫辉教授领衔的科研团队基于TCAD仿真平台开发了具有倾斜台面的GaN基Micro-LED的多种模型数据库，并系统地研究了倾斜角度对器件光电性能的影响。研究结果发现：台面的倾斜角度越小，器件的光提取效率会得到一定程度的改善。除此之外，台面的倾斜角度也会对器件的电学性能产生影响。因此，合理地设计GaN基Micro-LED器件的台面倾斜角度对器件的光电性能尤为重要。

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氮化镓在LED赛道即将放量

氮化镓已经成为了高端LED照明电源缩小体积、提升效率的法宝，飞利浦、欧普等众多照明和电源企业都已量产了相关产品。在LED驱动电源中，磁器件和功率器件的散热器的体积占到了整个电源的1/3以上，要实现LED驱动的小型化，首先就需要降低磁器件的体积，进而降低散热片的体积。而氮化镓器件的高频高效特性，能够显著减小LED电源体积，提高效率，降低散热需求，非常适合大功率LED电源应用。

2021年12月，欧普照明在机构调研时表示，2021年他们也在驱动电源和光学技术方面进一步迭代创新，将氮化镓技术应用于照明驱动电源上。2021年12月，GaN Systems宣布，昕诺飞（原飞利浦照明）推出了内置GaN驱动器的LED灯泡。据了解，昕诺飞SON-T管状17W和26W LED灯泡配备了650V 氮化镓功率晶体管，从而使得LED灯泡更节能、成本更低、功率更高。

根据高工产研LED研究所（GGII）的统计，2020年我国LED驱动电源产值约279亿元，2021年约292亿元，同比增长4.7%。一旦更多照明企业意识到GaN技术的增效降本效益，这一领域将是GaN器件的新蓝海。

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GaN获德国汽车订单

氮化镓除了在光伏领域实现突破外，上车进程也在进一步加快。近日，全球第七大汽车Tier1厂商宣布，他们获得了一家汽车企业高压OBC转换器订单，金额超过22亿元，而汽车转换器主要基于氮化镓技术。

2016年2月，海拉就成功开发了基于GaN的22kW充电器原型，功率密度为2.6kW/l，效率超过97%。该充电器在两级架构中搭载了60A、650V的氮化镓器件，能够将电池效率提高3%以上。

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GaN将彻底改变居家健康护理的电力供应

居家健康护理是一个重要的、不断增长的行业，但要充分发挥其潜力，相关的电源解决方案必须在一个较小的空间内提供更多的功率。现有的技术如Si，正在达到其极限，因此高性能解决方案的设计者正在寻找WBG材料，如GaN，以提供市场所需的紧凑而强大的解决方案。

半导体器件在开关过程中会出现损耗，因为电流开始流动时，漏极-源极电压(VDS)仍然很高。然而，由于氮化镓器件的开关速度更快，与硅甚至碳化硅器件相比，这些损失明显减少。GaN的器件没有体二极管，因此电流流经RDS(on)。这样就能实现更有效的操作。由于开关损耗较低，基于氮化镓的电源可以在更高的频率下工作，通常至少为200kHz，这比在60至100千赫兹区域工作的硅基解决方案高出一倍以上。这种增加的开关频率，使变压器、电感器和其他部件的尺寸可以大大减少。

由于产生的废热较少，氮化镓器件可以在更高的温度下工作，同时保持可靠性，因此对散热片、框架或风扇等热管理设备的需求就会减少甚至不需要。这进一步促进了尺寸/重量的减少和功率密度的相应提高。与硅相比，氮化镓具有更低的损耗、更快的开关和更高的工作温度，这反过来又可以减少元件的尺寸和热管理的需要，从而使功率密度显著提高。

来源：镓特半导体