2018年04月11日 | 半导体当下时代版本——GaN

2018-04-11 来源：电子产品世界

当你看到现在消费、通信，甚至工业设备越来越小时，功率却越来越高，功能越来越丰富时，你是否有想过究竟是哪些技术的突飞猛进带来的时下这一自带滤镜的世界？你可能会想到从印刷术到计算机；也可能会想到从手工制作到机械臂；或许你是热衷科技的小能手，也会想到从CPU到GPU。不过这些都不是本编今天要给大家讲的，本编今天要给大家讲的是这些技术升级背后的故事——当下半导体材料的革命。下面就随嵌入式小编一起来了解一下相关内容吧。

半导体材料发展到现在，大致可以分为三代，代表材料为：硅（Si）——砷化镓（GaAs）——氮化镓（GaN），而每一代的迭代，都相应解决了当时瓶颈性能或问题。其中，Si主要解决数据运算、存储的问题； GaAs主要应用于光纤通信，解决数据传输的问题；而当下新兴材料GaN，由于其光电转换方面性能突出微波信号传输效率很高，因而对于照明、显示、通讯及电源等领域应用贡献卓越。

一代版本一代神之GaN

本文的重点内容来了——GaN。为便于理解，下面来举个简单的例子说一下GaN的神奇之处。

充电器作为日常用品，可谓必不可少，但是多了应该也不是什么好事，这一点本编是深有体会。一出差，笔记本充电器、平板电脑充电器、手机充电器，光是这些已然有负重越野的感觉。

这里就需要提到两个概念——USB PD（USB- Power Delivery）和USB Type-C。

USB PD 是在一条线缆中同时支持高达100W电力传输和数据通信的协议规范。USB Type-C则是一个全新的正反插USB连接器规范，能够支持USB 3.1（Gen1和Gen2）、Display Port和USB PD等一系列新标准。USB Type-C端口默认最高可支持5V 3A，即15W功率；如果在USB Type-C端口中实现了USB PD，它就能支持USB PD规范中定义的100W功率（20V 5A）。

苹果新款Iphone X即可选配29W USB PD充电器（虽然很贵），这就可以让你只带一个更小的电源就可以轻松应对手机、平板和笔记本。

当然，除了充电器这一亲民应用，GaN由于具有宽禁带宽度、高击穿电场、高热导率、高电子饱和速率及更高的抗辐射能力，因而更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件。因而在USB PD上将大有作为，采用GaN的USB PD在充电能力、小型化、充电温度上都有进一步的提高。

除了比较亲民的USB PD充电器及其他消费产品，新能源汽车、5G等诸多领域都将会因此得到再向前一步的跨越。

诸厂商争先探索

而由于GaN相对而言仍属于新兴技术，因而不只有巨头厂商争先进入这一市场，一些新兴企业也针对这一材料进行着诸多尝试和探索。

法国公司EXAGAN就是新势力不可忽视的一员。EXAGAN是一家设计和生产基于GaN的电源开关功率晶体管，而经过潜心研发，如今技术已经基本成熟，并首次在国内市场推广。

采用EXAGAN专有的G-StackTM技术的G-FETTM电源开关系列产品传到损耗低，转换效率高，主要包含两大类产品：G-FET 650V满足从几安到几十安的工作范围，可广泛应用于消费类电子产品、计算机网络、基础设施、高功率、高电压的供应、汽车领域，能够充分提高转换效率，降低散热要求。

国内市场吸引力巨大

EXAGAN首次进入国内市场寻找与国内厂商的合作机会，而谈到相关技术，EXAGAN总裁杜佛德表示，我们有多年GaN的研发经验，现在主要运营在发过，在全球6个国家都有业务。我们也很乐意与中国厂商分享我们的技术，近期也在拜访中国高校、科研机构和企业，目前也已经与国内若干知名IT科技公司合作，希望可以通过与国内厂商合作，将我们的技术及产品方案推广到中国应用市场中。

“由于GaN应用广泛，我们希望可以通平板、电脑作为切入点，而汽车充电（电动汽车）、手机射频天线等也是我们很看好的市场，我们的相关快充方案现在已经有样片出来，预计在年底量产，量产之后也会推广到中国市场。”

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GaN 汽车消费

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