GaN与SiC同属于第三代宽禁带半导体材料,相较于已经发展十多年的SiC,GaN功率器件是后进者,它拥有类似SiC性能优势的宽禁带材料,但拥有更大的成本控制潜力。与传统Si材料相比,基于GaN材料制备的功率器件拥有更高的功率密度输出,以及更高的能量转换效率,并可以使系统小型化、轻量化,有效降低电力电子装置的体积和重量,从而极大降低系统制作及生产成本。GaN是极稳定的化合物,又是坚硬的高熔点材料,熔点约为1700℃,GaN具有高的电离度,在Ⅲ—Ⅴ族化合物中是最高的(0.5或0.43)。在大气压力下,GaN晶体一般是六方纤锌矿结构。
随着成本降低,GaN市场空间巨大。GaN与SiC、Si材料各有其优势领域,但是也有重叠的地方。GaN材料电子饱和漂移速率最高,适合高频率应用场景,但是在高压高功率场景不如SiC;随着成本的下降,GaN有望在中低功率领域替代二极管、IGBT、MOSFET等硅基功率器件。以电压来分,0~300V是Si材料占据优势,600V以上是SiC占据优势,300V~600V之间则是GaN材料的优势领域。根据Yole估计,在0~900V的低压市场,GaN都有较大的应用潜力,这一块占据整个功率市场约68%的比重,按照整体市场154亿美元来看,GaN潜在市场超过100亿美元。
技术领域 | 电子信息,新型电子元器件,大功率半导体器件 | 需求类型 | 关键技术研发 | 有效期至 | 2022-06-30 |
合作方式 | 合作开发 | 需求来源 | 技术经理人 | 所在地区 | |