5G時代又一大重磅産品亮相:
2020年2月13日下午,小米通過線上直播發布會的形式,面向百萬觀衆,正式發布了小米10系列手機以及部分配件産品。
小米GaN急速充電器,2大優勢:
(1)充電時間快(僅僅47分鍾充滿),充電速度提高了3倍以上;
(2)體積小,只有蘋果充電器體積的40%。
接下來,我們簡要科普下半導體第三代材料氮化镓GaN有關知識,以及和5G的關系。
氮化镓的前世今生
氮化镓,分子式GaN,是氮和镓的化合物,是一種直接能隙(direct bandgap)的半導體,屬于極穩定的化合物,自1990年起常用在發光二極管中。
它的堅硬性好,還是高熔點材料,熔點約爲1700℃,GaN具有高的電離度,在Ⅲ—Ⅴ族化合物中是最高的(0.5或0.43)。在大氣壓力下,GaN晶體一般是六方纖鋅礦結構。
1998年中國十大科技成果之一是合成納米氮化镓;
2014年3月,美國雷聲公司氮化镓晶體管技術獲得突破,首先完成了曆史性X-波段GaN T/R模塊的驗證;
2015年1月,富士通和美國Transphorm在會津若松量産氮化镓功率器件;
2015年3月,松下和英飛淩達成共同開發氮化镓功率器件的協議;
同月,東芝照明技術公司開發出在電源中應用氮化镓功率元件的鹵素LED燈泡;
2016年2月,美國否決中資收購飛利浦,有無數人猜測是美帝在阻止中國掌握第三代LED氮化镓技術;
2016年3月,科巴姆公司與RFHIC公司將聯合開發GaN大功率放大器模塊。
GaN是第三代半導體材料,相比于第一代的硅(Si)以及第二代的砷化镓(GaAs)等,
GaN第三代半導體材料具備比較突出的優勢特性:
(1)禁帶寬度大、導熱率高,GaN器件可在200℃以上的高溫下工作,能夠承載更高的能量密度,可靠性更高;
(2)較大禁帶寬度和絕緣破壞電場,使得器件導通電阻減少,有利與提升器件整體的能效;
(3)電子飽和速度快,以及較高的載流子遷移率,可讓器件高速地工作。
也就是說,利用GaN人們可以獲得具有更大帶寬、更高放大器增益、更高能效、尺寸更小的半導體器件。
5G帶給GaN新機遇
5G 將帶來半導體材料革命性的變化,因爲對5G的嚴格要求不僅體現在宏觀上帶來基站密度致密化,還要求在器件級別上實現功率密度的增強。
特別是隨著通訊頻段向高頻遷移,基站和通信設備需要支持高頻性能的射頻器件。雖然許多其它化合物半導體和工藝也將在5G發展中發揮重要作用,但GaN 的優勢將逐步凸顯。
GaN將以其功率水平和高頻性能成爲 5G 的關鍵技術。
隨著5G網絡應用的日益臨近,將從2019年開始爲 GaN器件帶來巨大的市場機遇。相比現有的硅LDMOS(橫向雙擴散金屬氧化物半導體技術)和GaAs(砷化镓)解決方案,GaN器件能夠提供下一代高頻電信網絡所需要的功率和效能。
而且,GaN的寬帶性能也是實現多頻載波聚合等重要新技術的關鍵因素之一。
GaN HEMT(高電子遷移率場效晶體管)已經成爲未來宏基站功率放大器的候選技術。
預計到2025年,GaN將主導射頻功率器件市場,搶占基于硅LDMOS技術的基站PA市場。
氮化镓(gallium nitride,GaN)是第三代半導體材料,其運行速度比舊式慢速硅(Si)技術加快了二十倍,並且能夠實現高出三倍的功率,用于尖端快速充電器産品時,可以實現遠遠超過現有産品的性能,在尺寸相同的情況下,充電速度提高了三倍。
正是借助美國Navitas納微半導體氮化镓功率IC的GaN技術優勢,使得小米65W氮化镓充電器的尺寸僅爲56.3mm x 30.8mm x 30.8mm,體積比小米筆記本標配的65W適配器還減小了約48%,約爲蘋果61W快充充電器的三分之一。
Navitas 半導體是世界上首個也是唯一的氮化镓功率芯片公司,于2013年在美國加州洛杉矶地區成立,Navitas的管理經營團隊在半導體材料,電路,應用,系統和市場營銷方面有多達200年經驗。
其中多位創始人共擁有超過125項專利發明。獨有的AllGaN程序設計集成了高壓高性能的氮化镓功率管和氮化镓驅動邏輯電路。
Navitas 氮化镓功率芯片可在移動消費市場,企業市場和 新能源市場實現更小,更節能,更低成本的方案設計。公司有25多 項專利申請已經被授予專利或在受理中。
經過周末深度挖掘,阿牛發現上市創業板上市公司(代碼:3004XX)直接投資參股了這家美國Navitas納微半導體牛逼公司,Navitas 半導體是世界上首個也是唯一的氮化镓功率芯片公司!
第三代半導體材料氮化镓GaN相關概念公司如下:
海特高新002023:海威華芯布局氮化镓功率器件代工,技術達到國際先進水平
富滿電子300671:充電器主控芯片,與oppo合作研發過GaN的充電器
南大光電300346:公司擁有自主知識産權的MO原産品高純磷烷、砷烷直接爲氮化镓GaNt提供原材料,MO原産品高純磷烷、砷烷研發和産業化項目已經列入國家科技重大專項。
高純磷烷和高純砷烷都是LED、超大規模集成電路、砷化镓太陽能電池的重要原材料。