日本企业推进GaN器件生产，成本挑战待解

日本企业正计划大规模生产用于电动汽车的氮化镓（GaN）功率半导体器件，以提升电动汽车的续航能力。GaN器件以其低功率损耗和高效率被视为下一代功率半导体的有力竞争者，与碳化硅（SiC）争夺市场。使用GaN器件的电动汽车充电时间有望从标准硅器件的90分钟缩短至5分钟，但目前碳化硅因其成本较低而占据领先地位。

三菱化学集团的Kenji Fujito指出，GaN的广泛应用取决于电动汽车行业的采纳，这需要开发大直径基板以降低成本。住友化学已建立50mm和100mm GaN基板的量产系统，并计划在2028财年实现150mm基板的量产。三菱化学也在测试100mm基板，并计划在2025年开始测试150mm基板，目标是在2030财年实现约100亿日元的销售额。

GaN-on-GaN器件以其垂直电流流动和大电流处理能力而受到关注，但其基板难以做大且成本高昂。日本公司正努力开发垂直结构的GaN功率半导体器件，以期在这一领域取得领先。丰田合成等企业正在集成开发从晶种到基板和设备的全流程，以实现大规模生产。

信越化学公司则在尝试使用内部方法在氮化铝基板上生长氮化镓晶体，以制造更大的基板。尽管GaN器件成本较高，但其生产面积仅为SiC的三分之一，一些客户认为这是可以接受的价格差异。

GaN器件已在蓝光LED和智能手机充电器等领域得到应用。根据Omdia的数据，预计到2030年，全球GaN器件市场规模将超过23亿美元，是2023年的11倍多。尽管成本仍是挑战，但GaN器件的发展前景广阔。