2月13日,小米年度旗艦手機小米10正式發(fā)布,其中有一款手機搭載Type-C 65W氮化鎵充電器脫穎而出。雷軍在發(fā)布會上介紹,氮化鎵是一種新型半導(dǎo)體材料,做出的充電器體積特別小,充電效率卻特別高,像小米氮化鎵65W充電器,比標(biāo)配的65W充電器體積要小一半,而要把Mi 10 PRO充滿電只需要45分鐘。
氮化鎵是由氮和鎵組成的一種半導(dǎo)體材料,因其禁帶寬度(半導(dǎo)體的一個重要特征參量,決定著器件的耐壓和最高工作溫度)大于2.2eV,也被稱為寬禁帶半導(dǎo)體材料。
外界更為熟悉的碳化硅,其實也是寬禁帶半導(dǎo)體,因此,氮化鎵和碳化硅在特性上有很多相似之處,比如都有較高的電子遷移率和耐高溫性。
若進一步比較,氮化鎵的高頻特性會比碳化硅更好,且硅基氮化鎵的成本更低,應(yīng)用場景主要是在10kw和900v以下。
實際上氮化鎵并不是一個新鮮事物,它在國外已經(jīng)推了十幾年,國內(nèi)也早有研究,早在1990年氮化鎵就應(yīng)用在在發(fā)光二極管中,1998年中國十大科技成果之一是合成納米氮化鎵。
品利基金在一份研報中指出,氮化鎵目前的應(yīng)用方向主要有三個:一是光電領(lǐng)域,如LED、VCSEL傳感器等;二是功率領(lǐng)域,包括快充頭、變頻器、新能源汽車、消費電子等電子電力器件;三是射頻領(lǐng)域,包括5G基站、軍事雷達、低軌衛(wèi)星、航天航空等領(lǐng)域。
最近幾年隨著大家對氮化鎵研究的不斷深入,氮化鎵的應(yīng)用越來越廣,而且最近幾年開始成為第3代芯片材料。
與傳統(tǒng)的硅芯片材料相比,氮化鎵優(yōu)勢是非常明顯的,傳統(tǒng)的硅芯片材料本身就有一些缺陷,比如當(dāng)溫度超過200攝氏度后,硅基設(shè)備開始出故障,而相對來說,氮化鎵的堅硬性好,熔點高達1700℃,其耐高溫程度要遠遠超過普通的圭硅心片材料,此外氮化鎵能應(yīng)對的電場強度也是硅的50多倍。
也正因為氮化鎵具有良好的耐熱性能,因此由其制成的電子設(shè)備幾乎不需要冷卻,很多電子設(shè)備配備氮化鎵晶體管后將不再需要高能耗的冷卻系統(tǒng),從而減少電子設(shè)備的能耗。
隨著GaN產(chǎn)品在消費電子滲透率提升和5G基建剛需的帶動下,成本下降,應(yīng)用場景將進一步擴大到5G基站、新能源汽車、激光雷達、數(shù)據(jù)中心等,這給平板變壓器未來應(yīng)用場景帶來更多可能。
原本在航天發(fā)展里面,所有的東西都是專用的。比如說衛(wèi)星,本身實際上就是太空計算機,衛(wèi)星這個行業(yè)它的本質(zhì)其實是在近地軌道上放置一個計算機,通過火箭完成發(fā)射,并且把這個太空計算機放到近地軌道上。隨后,這個太空計算機在太空中把光能轉(zhuǎn)化為電能,繼而進行運算。因為衛(wèi)星運行軌道上有太空射線、溫差等一系列的特殊的空間環(huán)境,所以我們必須使用專用芯片。但是,經(jīng)過七八年左右的發(fā)展,太空芯片已經(jīng)可以和地面的芯片,包括汽車工業(yè)體系進行融合。可以看出,科技在其中起到非常重大的推動作用,包括太空材料的進步,也包括氮化鎵的運用。