01垂直型GaN-on-GaN优势

作为第三代半导体的翘楚，大量厂商力图在GaN上实现技术突破以抢占市场先机，为了让功率 GaN 达到更高的击穿电压（>1200V），部分技术创新已经登上舞台，例如垂直 GaN-on-GaN，以及通过使用电隔离衬底实现更多单片集成。

首先是垂直型 GaN-on-GaN，目前GaN器件分为平面型与垂直型两种技术路线，平面型GaN器件通常基于非本征衬底，如Si、SiC、蓝宝石（Sapphire）等，出于成本等原因，利用异质结的平面型GaN器件逐渐成为了主流。综合来看，平面型的不同衬底各自有难以改变的缺点，难以满足大家的需求，不过随着近年来高质量单晶GaN衬底的商业化，垂直型GaN（GaN-on-GaN）器件得到快速发展，并逐步由实验室研究迈向产业化。

垂直型GaN器件相较于三种衬底的平面型，有更为明显的优势：

1. 电流通道在体内，不易受器件表面陷阱态的影响，动态特性较为稳定；

2. 垂直结构器件可在不增加器件面积的前提下通过增加漂移区厚直接提升耐压，因此与横向结构相比更易于实现高的击穿电压；

3. 电流导通路径的面积大，可以承受较高的电流密度；

4. 由于电流在器件内部更为均匀，器件的热稳定性佳；

5. 垂直结构器件易于实现雪崩特性，在工业应用中优势明显。

02东芝推出首款GaN产品

日本大厂东芝旗下的东芝器件及存储在“TECHNO-FRONTIER 2023”上展出了最新一代碳化硅功率器件和氮化镓功率器件，其计划于2024年进入氮化镓功率器件市场，这也是它首款氮化镓产品的第一次展出。

东芝首款氮化镓产品，即击穿电压为650V、导通电阻为35mΩ（典型值）的器件，该公司独特的常开器件和共源共栅配置使得可以使用外部栅极电阻来控制开关期间的电压变化，并确保高阈值电压并减少故障发生的可能性。

东芝本次展示了配备氮化镓功率器件样品的2.5kW图腾柱PFC评估板和2.0kW全桥LLC评估板，根据该公司对各板卡进行的效率评估，峰值效率分别达到99.4%和98.4%，并且“在所有负载下保持高效率”，其性能相较于其他功率器件厂商并不逊色多少。

03MOSFET市场将被GaN取代

随着氮化镓（GaN）技术在各产业中扮演起重要的角色，中国政府已积极透过资助计画、研发补助以及激励政策等方式来支持氮化镓技术在中国的发展。此外，中国近年来出现了许多专注于研发氮化镓的公司，并且包括复旦大学、南京大学、浙江大学及中国科学院等大学或研究机构也积极地投入氮化镓相关领域的研究及发展。

氮化镓材料用于制造半导体功率器件,也可以用于制造射频元件和发光二极管（LED）。氮化镓技术展示出它可以在功率转换、射频及模拟应用中，替代硅基半导体技术。其中，氮化镓基HEMT的开关更快、热导率更高和导通电阻更低，因此在电路中采用氮化镓晶体管和集成电路，可提高效率、缩小尺寸并降低各种电源转换系统的成本。

此外，制造氮化镓器件的成本比制造MOSFET器件的成本为低，这是由于目前用来制造传统硅基半导体的相同工厂中，采用制造硅器件的标准步骤来制造氮化镓器件，从而使得具有相同性能的氮化镓器件的体积可以小型化很多。

04日本新技术将GaN材料成本降90%

日本最大的半导体晶圆企业信越化学工业和从事ATM及通信设备的OKI开发出了以低成本制造使用氮化镓(GaN)的功率半导体材料的技术。制造成本可以降至传统制法的十分之一以下。如果能够量产，用于快速充电器等用途广泛，有利于普及。

功率半导体装入充电器、小型家电以及连接纯电动汽车(EV)马达与电池的控制装置，用于控制电力等。如果使用GaN，可以控制大量的电力。

根据TrendForce集邦咨询研究报告显示，全球GaN功率元件市场规模将从2022年的1.8亿美金成长到2026年的13.3亿美金，复合增长率高达65%。

05 格恩规模量产GaN激光器

8月26日，安徽格恩半导体有限公司氮化镓激光芯片产品发布会圆满举行。本次格恩半导体共发布了十多款令人期待的氮化镓激光芯片产品，包括蓝光、绿光及紫光等系列，这些产品关键性能指标已达到国外同类产品的先进水平，充分展示了格恩半导体在氮化镓激光芯片领域的超强技术实力和国内领先水平，并将有力促进国内氮化镓激光全产业链的蓬勃发展。

氮化镓半导体激光器具有体积小、寿命长、效率高等优点，波长范围覆盖可见光和紫外波段，应用场景包括激光显示、工业加工、激光照明、激光通讯、激光医疗等众多领域，近年来总体市场需求呈现较高的复合增长趋势，由于氮化镓激光技术壁垒较高，长期被国外少数企业垄断，我国企业需求全部依赖进口。

格恩半导体集中优势资源力量，凭借在化合物半导体，尤其是氮化镓材料领域丰富的研发和生产经验，攻克了一系列技术难点，成为国内首家可以规模量产氮化镓激光芯片的企业。

来源： 镓特半导体

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