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氮化鎵（GaN）的最新技術(shù)進(jìn)展

本文要點(diǎn)? 氮化鎵是一種晶體半導(dǎo)體，能夠承受更高的電壓。? 氮化鎵器件的開關(guān)速度更快、熱導(dǎo)率更高、導(dǎo)通電阻更低且擊穿強(qiáng)度更高。? 氮化鎵技術(shù)可實(shí)現(xiàn)高功率密度和更小的磁性。氮化鎵 (GaN) 和碳化硅 (SiC) 是兩種寬禁帶半導(dǎo)體，徹底改變了傳統(tǒng)電力電子技術(shù)。氮化鎵技術(shù)使移動(dòng)設(shè)備的快速充電成為可能。氮化鎵器件經(jīng)常用于一些轉(zhuǎn)換器和驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用氮化鎵是一種晶體半導(dǎo)體，能夠承受更高的電壓。通過氮化鎵材料的電流比通過硅半導(dǎo)體的電流速度更快，因此處理速度也更快。本文將探討氮化鎵材料以及氮化鎵技術(shù)如何顛覆整個(gè)行業(yè)。氮化
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Guerrilla RF宣布收購Gallium GaN技術(shù)

近期，Guerrilla RF宣布收購了Gallium Semiconductor的GaN功率放大器和前端模塊產(chǎn)品組合。Guerrilla RF表示，通過此次收購，公司獲得了Gallium Semiconductor 所有現(xiàn)有的元件、正在開發(fā)的新內(nèi)核以及相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)(IP)。公司將為無線基礎(chǔ)設(shè)施、軍事和衛(wèi)星通信應(yīng)用開發(fā)新的GaN器件產(chǎn)品線并實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。Guerrilla RF官方經(jīng)銷商Telcom International的一位員工表示，公司計(jì)劃向韓國市場供應(yīng)Guerrilla RF的射頻晶體管，并將其
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純晶圓代工廠格芯收獲一家GaN研發(fā)商

7月1日，純晶圓代工廠格芯（GlobalFoundries）宣布已收購Tagore專有且經(jīng)過生產(chǎn)驗(yàn)證的功率氮化鎵（GaN）技術(shù)及IP產(chǎn)品組合，以突破汽車、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能（AI）數(shù)據(jù)中心等廣泛電源應(yīng)用的效率和性能界限。資料顯示，無晶圓廠公司Tagore成立于2011年1月，旨在開拓用于射頻和電源管理應(yīng)用的GaN-on-Si半導(dǎo)體技術(shù)，在美國伊利諾伊州阿靈頓高地和印度加爾各答設(shè)有設(shè)計(jì)中心。格芯表示，此次收購進(jìn)一步鞏固公司對大規(guī)模生產(chǎn)GaN技術(shù)的決心，該技術(shù)提供多種優(yōu)勢，可幫助數(shù)據(jù)中心滿足不斷增長的電力需求，
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瞻芯電子：第三代SiC MOSFET通過車規(guī)認(rèn)證

6月23日，瞻芯電子宣布，公司基于第三代工藝平臺開發(fā)的1200V 13.5mΩ SiC MOSFET產(chǎn)品已經(jīng)通過車規(guī)級可靠性(AEC-Q101)測試認(rèn)證。同時(shí)，瞻芯電子第三代1200V SiC MOSFET工藝平臺正式量產(chǎn)，后續(xù)將依托浙江義烏的車規(guī)級SiC晶圓廠推出更多第三代SiC MOSFET產(chǎn)品。瞻芯電子成立于2017年，是一家聚焦于碳化硅(SiC)半導(dǎo)體領(lǐng)域的高科技芯片公司，致力于開發(fā)碳化硅(SiC)功率器件、驅(qū)動(dòng)和控制芯片、碳化硅(SiC)功率模塊產(chǎn)品。瞻芯電子表示，第三代1200V 13
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臺達(dá)電子與TI成立創(chuàng)新聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，瞄準(zhǔn)GaN

6月21日，臺達(dá)電子宣布與全球半導(dǎo)體領(lǐng)導(dǎo)廠商德州儀器（TI）成立創(chuàng)新聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。臺達(dá)表示，此舉不僅深化雙方長期合作關(guān)系，亦可憑借TI在數(shù)字控制及氮化鎵（GaN）等半導(dǎo)體相關(guān)領(lǐng)域多年的豐富經(jīng)驗(yàn)及創(chuàng)新技術(shù)，強(qiáng)化新一代電動(dòng)車電源系統(tǒng)的功率密度和效能等優(yōu)勢，增強(qiáng)臺達(dá)在電動(dòng)車領(lǐng)域的核心競爭力。臺達(dá)交通事業(yè)范疇執(zhí)行副總裁及電動(dòng)車方案事業(yè)群總經(jīng)理唐修平表示：“透過與TI成立創(chuàng)新聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，運(yùn)用TI在數(shù)位控制及GaN領(lǐng)域豐富經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)優(yōu)勢，提升電動(dòng)車電源系統(tǒng)的功率密度和效能，期盼雙方達(dá)到更緊密的技術(shù)交流及合作，以更具前瞻
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2023年SiC功率元件營收排名，ST以32.6%市占率穩(wěn)居第一

據(jù)TrendForce集邦咨詢研究顯示，2023年全球SiC功率元件產(chǎn)業(yè)在純電動(dòng)汽車應(yīng)用的驅(qū)動(dòng)下保持強(qiáng)勁成長，前五大SiC功率元件供應(yīng)商約占整體營收91.9%，其中ST以32.6%市占率持續(xù)領(lǐng)先，onsemi則是由2022年的第四名上升至第二名。TrendForce集邦咨詢分析，2024年來自AI服務(wù)器等領(lǐng)域的需求則顯著大增，然而，純電動(dòng)汽車銷量成長速度的明顯放緩和工業(yè)需求走弱正在影響SiC供應(yīng)鏈，預(yù)計(jì)2024年全球SiC功率元件產(chǎn)業(yè)營收年成長幅度將較過去幾年顯著收斂。作為關(guān)鍵的車用SiC MOSFE
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碳化硅的新爆發(fā)

隨著全球?qū)τ陔妱?dòng)汽車接納程度的逐步提升，碳化硅（SiC）在未來十年將會迎來全新的增長契機(jī)。預(yù)計(jì)將來，功率半導(dǎo)體的生產(chǎn)商與汽車行業(yè)的運(yùn)作方會更踴躍地參與到這一領(lǐng)域的價(jià)值鏈建設(shè)里。SiC 作為第三代半導(dǎo)體以其優(yōu)越的性能，在今年再次掀起風(fēng)潮。6 英寸到 8 英寸的過渡推動(dòng)由于截至 2024 年開放 SiC 晶圓市場缺乏批量出貨，因此 8 英寸 SiC 平臺被認(rèn)為具有戰(zhàn)略性意義。SiC 具有高擊穿電場、高飽和電子速度、高熱導(dǎo)率、高電子密度和高遷移率等特點(diǎn)，是良好的半導(dǎo)體材料，目前已經(jīng)在汽車電子、工業(yè)半導(dǎo)體等領(lǐng)域有
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純電車需求放緩 SiC功率組件業(yè)年?duì)I收動(dòng)能降溫

在純電動(dòng)汽車應(yīng)用的驅(qū)動(dòng)下，根據(jù)TrendForce研究顯示，2023年全球SiC功率組件產(chǎn)業(yè)保持強(qiáng)勁成長，但2024年純電動(dòng)汽車銷量成長速度的明顯放緩與工業(yè)需求走弱，預(yù)估今年全球SiC功率組件產(chǎn)業(yè)營收年成長幅度將較過去幾年顯著收斂。根據(jù)TrendForce研究顯示，2023年全球前5大SiC功率組件供貨商約占整體營收91.9%，其中ST以32.6%市占率持續(xù)領(lǐng)先，onsemi則是由2022年的第4名上升至第2名。 TrendForce表示，作為關(guān)鍵的車用SiC MOSFET供貨商，ST正在意大利卡塔尼亞打
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GaN“上車”進(jìn)程加速，車用功率器件市場格局將改寫

根據(jù)Yole機(jī)構(gòu)2024 Q1的預(yù)測，氮化鎵 (GaN) 功率半導(dǎo)體器件市場2023至2029年平均復(fù)合年增長 (CAGR) 將高于45%，其中表現(xiàn)最為搶眼的是汽車與出行市場（automotive & mobility），“從無到有”，五年后即有望占據(jù)三分之一的GaN應(yīng)用市場（圖1）。而相比之下，碳化硅（SiC）應(yīng)用市場成長則顯得比較溫和，CAGR遠(yuǎn)低于GaN（圖1）。隨著GaN“上車”進(jìn)程加速，功率器件器件市場競爭格局或?qū)⒈桓膶憽D1：在GaN市場份額變化中，汽車與出行市場 “從無到有”，五年后
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一文了解SiC MOS的應(yīng)用

作為第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)材料，碳化硅MOSFET具有更高的開關(guān)頻率和使用溫度，能夠減小電感、電容、濾波器和變壓器等組件的尺寸，提高系統(tǒng)電力轉(zhuǎn)換效率，并且降低對熱循環(huán)的散熱要求。在電力電子系統(tǒng)中，應(yīng)用碳化硅MOSFET器件替代傳統(tǒng)硅IGBT器件，可以實(shí)現(xiàn)更低的開關(guān)和導(dǎo)通損耗，同時(shí)具有更高的阻斷電壓和雪崩能力，顯著提升系統(tǒng)效率及功率密度，從而降低系統(tǒng)綜合成本。圖 SiC/Si器件效率對比一、行業(yè)典型應(yīng)用碳化硅MOSFET的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括：充電樁電源模塊、光伏逆變器、光儲一體機(jī)、新能源汽車空調(diào)、新能
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德州儀器推出先進(jìn)的GaN IPM，助力打造尺寸更小、能效更高的高壓電機(jī)

●? ?650V 智能電源模塊 (IPM)集成了德州儀器的氮化鎵 (GaN) 技術(shù)，助力家電和暖通空調(diào)（HVAC）系統(tǒng)逆變器達(dá)到99%以上效率?！? ?得益于 IPM 的高集成度和高效率，省去了對外部散熱器的需求，工程師可以將解決方案尺寸縮減多達(dá) 55%。德州儀器 (TI)近日推出了適用于 250W 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用的先進(jìn) 650V 三相 GaN IPM。這款全新的 GaN IPM 解決了工程師在設(shè)計(jì)大型家用電器及加熱、通風(fēng)和空調(diào) (HVAC) 系統(tǒng)時(shí)通常面臨的許多設(shè)
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低導(dǎo)通電阻SiC器件在大電流高功率應(yīng)用中的優(yōu)越性

眾所周知，SiC作為一種性能優(yōu)異的第三代半導(dǎo)體材料，因其高擊穿場強(qiáng)、寬禁帶寬度、高熱導(dǎo)率、高載流子飽和漂移速度等特性可以輔助電子器件更好地在高溫、高壓、高頻應(yīng)用中使用，可有效突破傳統(tǒng)Si基半導(dǎo)體材料的物理極限。目前使用最廣泛的SiC開關(guān)器件是SiC MOSFET，與傳統(tǒng)Si IGBT相比，SiC材料的優(yōu)異性能配合MOSFET單極開關(guān)的特點(diǎn)可以在大功率應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)高頻、高效、高能量密度、低成本的目標(biāo)，從而推動(dòng)電力電子系統(tǒng)的發(fā)展。圖1: 碳化硅器件應(yīng)用范圍示意圖1圖2: 典型應(yīng)用場景對應(yīng)的功率等級2從技術(shù)上講，
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SiC 功率器件中的溝槽結(jié)構(gòu)測量

汽車和清潔能源領(lǐng)域的制造商需要更高效的功率器件，能夠適應(yīng)更高的電壓，擁有更快的開關(guān)速度，并且比傳統(tǒng)硅基功率器件提供更低的損耗，而溝槽結(jié)構(gòu)的 SiC 功率器件可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。但是，雖然基于溝槽的架構(gòu)可以降低導(dǎo)通電阻并提高載流子遷移率，但它們也帶來了更高的復(fù)雜性。對于 SiC 功率器件制造商來說，準(zhǔn)確測量外延層生長和這些溝槽中注入層深度的能力是相當(dāng)重要的，特別是在面臨不斷增加的制造復(fù)雜性時(shí)。今天我們分享一下來自O(shè)nto Innovation 應(yīng)用開發(fā)總監(jiān)Nick Keller的文章，來重點(diǎn)介紹下SiC 功率器
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漲知識！氮化鎵（GaN）器件結(jié)構(gòu)與制造工藝

氮化鎵功率器件與硅基功率器件的特性不同本質(zhì)是外延結(jié)構(gòu)的不同，本文通過深入對比氮化鎵HEMT與硅基MOS管的外延結(jié)構(gòu)，再對增強(qiáng)型和耗盡型的氮化鎵HEMT結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比，總結(jié)結(jié)構(gòu)不同決定的部分特性。此外，對氮化鎵功率器件的外延工藝以及功率器件的工藝進(jìn)行描述，加深對氮化鎵功率器件的工藝技術(shù)理解。在理解氮化鎵功率器件結(jié)構(gòu)和工藝的基礎(chǔ)上，對不同半導(dǎo)體材料的特性、不同襯底材料的氮化鎵HEMT進(jìn)行對比說明。一、器件結(jié)構(gòu)與制造工藝（一）器件結(jié)構(gòu)對比GaN HEMT是基于AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)，目前市面上還未出現(xiàn)G
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設(shè)計(jì)基于SiC的電動(dòng)汽車直流快速充電機(jī)

電動(dòng)汽車（EV）直流快速充電機(jī)繞過安裝在電動(dòng)汽車上的車載充電機(jī)，直接為電池提供快速直流充電。如下圖所示，直流快速充電機(jī)由一級 AC-DC 和一級 DC-DC 組成：圖 1. 直流快速充電機(jī)由一級 AC-DC 和一級 DC-DC 組成在優(yōu)化系統(tǒng)效率的同時(shí)最大限度縮短充電時(shí)間是直流快速充電機(jī)的主要關(guān)注點(diǎn)。在設(shè)計(jì)此類系統(tǒng)時(shí)，必須考慮器件選型、電壓范圍和負(fù)載要求、運(yùn)行成本、溫度、堅(jiān)固性和環(huán)境保護(hù)，以及可靠性。相比傳統(tǒng)硅（Si）和 IGBT 器件，基于碳化硅（SiC）的器件由于具有工作溫度更高、導(dǎo)通損耗更小、漏電流
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