氮化镓材料相较于硅基材料,显著优势体现在节能、成本节约及材料省用上。其核心亮点在于其超快的开关速度,在硅、碳化硅与氮化镓三者中独占鳌头。这一特性直接促进了开关频率的大幅提升,进而允许大幅缩减被动元器件及散热器的尺寸与数量,有效降低了物料消耗,彰显了氮化镓在物料节省方面的卓越能力。
此外,在效率层面,氮化镓与碳化硅并驾齐驱,通过实现极低的导通阻抗(即单位面积上可达到的最小电阻),相较于硅材料实现了数量级的优化。这种高效的导电性能,是氮化镓提升系统效率的关键所在。
综合上述两方面优势,氮化镓的应用不仅促进了系统性能的整体飞跃,还自然带动了成本的显著降低。因此,氮化镓材料成为提升系统效能、降低成本的不二之选,其应用必要性不言而喻。
据Yole预测,到2026年氮化镓的市场规模将达到约10亿美元,而碳化硅则达到约30亿美元的市场规模。当然,这个数据是不断被刷新的,到2026年,这个数目还有可能会不同,但是整个市场确实正在朝着这个方向不断演进。
一个显著的发展趋势是,市场对宽禁带材料的接纳度持续攀升,预示着其将在更广泛的领域内占据日益重要的市场地位,而硅材料则可能在部分成熟应用中继续发挥其独特作用。与此同时,硅技术的创新步伐亦未停歇,我们观察到,通过探索创新策略,硅材料仍拥有巨大的发展潜力与提升空间。然而,就技术进步的速率而言,采用宽禁带材料的器件展现出了超越传统硅基器件的强劲势头,预示着材料科学的未来发展方向。
英飞凌在成功收购GaN Systems之后,给英飞凌带来最大的好处除了两个公司物料品类的增加以外,还打开了很多技术研发的思路。当然,在成功收购GaN Systems之后,英飞凌的IP储量是业界遥遥领先的。另外,当双方的研发人员以及应用人员合并后,会产生很多思想上的碰撞,有助于英飞凌在研发和推向市场的速率方面大幅度提升了。
在英飞凌未并购GaN Systems之前,其主要产品线聚焦于分立式功率器件(Discrete Power)与集成式功率器件(Integrated Power)两大类别。而并购GaN Systems后,产品线实现了质的飞跃,从原有的两类扩展至更为丰富的五大系列。
这一系列创新产品包括:原分立式器件已转身为CoolGaN Transistor,专指高性能的氮化镓单管; CoolGaN BDS,作为双向开关的杰出代表,展现了其独特的双向控制能力; CoolGaN Smart系列集成了电流检测等先进功能,为智能控制提供了强大支持; CoolGaN Drive则类似于早期的集成驱动器,进一步简化了系统设计; CoolGaN Control作为系统级优化的典范,将控制、驱动与开关功能完美融合,展现了英飞凌在氮化镓材料应用上的前瞻视野与深厚实力。
可以预见的是,未来,硅、碳化硅、氮化镓这三种先进材料将各自在多元化的应用场景中大放异彩,但需明确此预判非绝对定论,因客户认知、市场需求及工程师偏好等因素均存在显著差异。例如,在服务器领域,部分客户倾向于碳化硅的高效性能,而另一部分则坚定地认为氮化镓是功率半导体领域的未来之星,直接选择氮化镓技术绕过碳化硅。这种选择多样性反映了市场需求的多样性与不确定性,同时也强调了材料选择需综合考虑多方因素,包括但不限于厂商策略、技术趋势及终端客户的接受度。
英飞凌CoolGaN™品牌,作为高压开关器件系列的杰出代表,自CoolMOS时代起便承载着英飞凌对品质与创新的承诺。凡是高压(1000V以内,尤其是500V以上)的开关器件,均被赋予了“Cool”之名,这不仅是品牌标识,更是对卓越性能的承诺。
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