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2020或成氮化镓应用元年,技术爆发将如何改变我们的生活?

2020-03-03 11:44:04 来源: 我要评论(0)
笨重的充电器、阳光下看不见屏幕的笔记本、不小心烧坏屏的电视机……我们受够了这些生活里的“小确丧”。现在,随着氮化镓技术的崛起,拥有优越性能的功率产品、照明产品、LED产品正在从各大厂商中输出,我们的生活也将迎来梦想已久的惊喜。

神奇的氮化镓有哪些惊艳性能?

如今,越来越多的领域要求半导体能够忍耐高温、强辐射、大功率等环境,这明显超出了第一、二代半导体材料的能力,却正是氮化镓的擅长。

与第一、二代半导体材料相比,氮化镓禁带宽度大、击穿电场高,这表明它能承受比硅更高的电压,拥有更好的导电能力。同时,氮化镓电子饱和速率高、抗辐射能力强、发光效率和发射频率高,产品能够产生的亮度将是前所未有的。此外,更高的热导率让氮化镓有着值得骄傲的耐高温性能,将使器件无需搭载高能耗冷却系统,体积、重量、耗能等都将大大下降。

氮化镓的超强特性使其成为新一代电子信息技术革命中的关键一极,目前,氮化镓的应用主要集中在功率、发光材料、射频领域等。全球科技企业都将氮化镓技术的研究与应用作为制胜未来的利器,并逐渐推出应用新品。随着这些产品的接连问世,我们的生活将发生怎样的改变?

功率产品笨重不再,氮化镓让充电器更小更快

氮化镓技术为功率产品带来的好处直观而令人满足。传统功率产品为了满足自身功能需求,大体积、大重量已司空见惯,而氮化镓已经开始改变这种印象。氮化镓功率产品体积小、易散热、损耗小、功率大,使用更加省时,携带更加便捷。

此前,小米发布65WGaN氮化镓充电器。这款充电器可以兼容市面上多数电子设备,而且充电效率高,体积更小巧。氮化镓在充电器上的应用,让我们清晰地看到了氮化镓技术未来发展的无限可能。目前,华为、三星、苹果等均释放了推出氮化镓充电设备的信号,苹果氮化镓充电器有望在今年上市。

除了电源管理产品,氮化镓在功率转换器、DC-AC转换器件以及汽车电动机驱动器件等大功率器件的应用上也备受关注。Yole Development的统计数据显示,2018年氮化镓功率器件国内市场规模约为1.2亿元,可见当时国内氮化镓应用尚起步;但从近两年市场需求增长以及氮化镓技术研究及应用发展来看,2023年氮化镓功率电子市场规模有望达到4.24亿美元。这意味着,氮化镓功率产品的风口已经到来。

功率领域的蓝海并不孤单,在发光材料领域,氮化镓同样掀起一股革命浪潮。

发光产品视野重建,氮化镓让屏幕更亮更美

氮化镓在发光材料领域的应用,重点在照明及新一代屏幕面板Micro LED上。基于氮化镓热导率高、发光效率与频率高等特性,它能够为照明与LED产品带来更高的亮度,在相同功率下,产品的能耗更小,相比LCD屏幕省电可达85%。尤其令人惊喜的是,氮化镓让Micro LED整体组件更小、更薄,组件更小使Micro LED可以做到8K甚至更高的分辨率,而更薄则更有利于封装,能够有效减少屏幕的边框宽度,提高屏占比。此外,相比当下使用有机材料的OLED,使用无机氮化镓材料的Micro LED能够基本上杜绝“烧屏”情况的发生,使屏幕寿命更长。

可见,氮化镓技术极大地推动着新一代显示技术的发展,行业观察数据显示,蓝宝石衬底氮化镓LED芯片市场占有率达到90%以上,Micro LED正在崛起。为了在未来Micro LED主导的市场中占据主动权,消费电子以及上下游行业的激战已经打响,三星、苹果、索尼、Plessey等纷纷下场,作为Micro LED必备技术的氮化镓更是必争高地。从国内来看,康佳在氮化镓技术上的布局和研究进展具有典型性。

康佳发力氮化镓技术绝非偶然。早在2018年10月康佳半导体科技事业部成立之初,康佳就表示第一个瞄准的领域是光电。2019年9月,重庆康佳半导体光电研究院成立,该研究院建立以氮化镓LED为主要对象的研究平台环境,为氮化镓技术的研究提供了最大的兼容性,康佳的这一布局为国内氮化镓研究平台的建造提供了很好的借鉴。不久,康佳APHAEA首款Micro LED系列产品 Smart Wall发布,它采用超精度巨量转移技术把Micro LED芯片从独立的氮化镓和蓝宝石衬底转到基板之上,最终制造成Micro LED屏幕,这是氮化镓技术在大屏应用上的重大突破。近期,康佳自主研发的以氮化镓为材料的蓝色与绿色 Micro LED 发光芯片成功点亮,康佳的氮化镓研究正在快速推进。

如此注重氮化镓技术,康佳的野心可以预见,那就是通过掌握氮化镓技术,摆脱中国企业核心技术受制于人的被动局面,并抢占Micro LED领域的话语权,为企业发展占领技术与市场的双重高地。

除了功率与发光材料,氮化镓在射频领域也有重要应用。2020年被业内认为将是5G建设爆发年,基站端氮化镓放大器市场规模巨大,这无疑将让大众的用网体验更棒。

生活需求是市场的源泉,氮化镓应用领域与生活息息相关,这决定了它必然拥有不可预估的巨大市场。氮化镓蓝海争夺战已经在头部企业打响,应用产品蓄势待发,2020年有望成为氮化镓爆发元年,大众的生活也将在接下来的日子里向高科技再度迈进。

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