5G时代又一大重磅产品亮相:
2020年2月13日下午,小米通过线上直播发布会的形式,面向百万观众,正式发布了小米10系列手机以及部分配件产品。
小米GaN急速充电器,2大优势:
(1)充电时间快(仅仅47分钟充满),充电速度提高了3倍以上;
(2)体积小,只有苹果充电器体积的40%。
接下来,我们简要科普下半导体第三代材料氮化镓GaN有关知识,以及和5G的关系。
氮化镓的前世今生
氮化镓,分子式GaN,是氮和镓的化合物,是一种直接能隙(direct bandgap)的半导体,属于极稳定的化合物,自1990年起常用在发光二极管中。
它的坚硬性好,还是高熔点材料,熔点约为1700℃,GaN具有高的电离度,在Ⅲ—Ⅴ族化合物中是最高的(0.5或0.43)。在大气压力下,GaN晶体一般是六方纤锌矿结构。
1998年中国十大科技成果之一是合成纳米氮化镓;
2014年3月,美国雷声公司氮化镓晶体管技术获得突破,首先完成了历史性X-波段GaN T/R模块的验证;
2015年1月,富士通和美国Transphorm在会津若松量产氮化镓功率器件;
2015年3月,松下和英飞凌达成共同开发氮化镓功率器件的协议;
同月,东芝照明技术公司开发出在电源中应用氮化镓功率元件的卤素LED灯泡;
2016年2月,美国否决中资收购飞利浦,有无数人猜测是美帝在阻止中国掌握第三代LED氮化镓技术;
2016年3月,科巴姆公司与RFHIC公司将联合开发GaN大功率放大器模块。
GaN是第三代半导体材料,相比于第一代的硅(Si)以及第二代的砷化镓(GaAs)等,
GaN第三代半导体材料具备比较突出的优势特性:
(1)禁带宽度大、导热率高,GaN器件可在200℃以上的高温下工作,能够承载更高的能量密度,可靠性更高;
(2)较大禁带宽度和绝缘破坏电场,使得器件导通电阻减少,有利与提升器件整体的能效;
(3)电子饱和速度快,以及较高的载流子迁移率,可让器件高速地工作。
也就是说,利用GaN人们可以获得具有更大带宽、更高放大器增益、更高能效、尺寸更小的半导体器件。
5G带给GaN新机遇
5G 将带来半导体材料革命性的变化,因为对5G的严格要求不仅体现在宏观上带来基站密度致密化,还要求在器件级别上实现功率密度的增强。
特别是随着通讯频段向高频迁移,基站和通信设备需要支持高频性能的射频器件。虽然许多其它化合物半导体和工艺也将在5G发展中发挥重要作用,但GaN 的优势将逐步凸显。
GaN将以其功率水平和高频性能成为 5G 的关键技术。
随着5G网络应用的日益临近,将从2019年开始为 GaN器件带来巨大的市场机遇。相比现有的硅LDMOS(横向双扩散金属氧化物半导体技术)和GaAs(砷化镓)解决方案,GaN器件能够提供下一代高频电信网络所需要的功率和效能。
而且,GaN的宽带性能也是实现多频载波聚合等重要新技术的关键因素之一。
GaN HEMT(高电子迁移率场效晶体管)已经成为未来宏基站功率放大器的候选技术。
预计到2025年,GaN将主导射频功率器件市场,抢占基于硅LDMOS技术的基站PA市场。
氮化镓(gallium nitride,GaN)是第三代半导体材料,其运行速度比旧式慢速硅(Si)技术加快了二十倍,并且能够实现高出三倍的功率,用于尖端快速充电器产品时,可以实现远远超过现有产品的性能,在尺寸相同的情况下,充电速度提高了三倍。
正是借助美国Navitas纳微半导体氮化镓功率IC的GaN技术优势,使得小米65W氮化镓充电器的尺寸仅为56.3mm x 30.8mm x 30.8mm,体积比小米笔记本标配的65W适配器还减小了约48%,约为苹果61W快充充电器的三分之一。
Navitas 半导体是世界上首个也是唯一的氮化镓功率芯片公司,于2013年在美国加州洛杉矶地区成立,Navitas的管理经营团队在半导体材料,电路,应用,系统和市场营销方面有多达200年经验。
其中多位创始人共拥有超过125项专利发明。独有的AllGaN程序设计集成了高压高性能的氮化镓功率管和氮化镓驱动逻辑电路。
Navitas 氮化镓功率芯片可在移动消费市场,企业市场和 新能源市场实现更小,更节能,更低成本的方案设计。公司有25多 项专利申请已经被授予专利或在受理中。
经过周末深度挖掘,阿牛发现上市创业板上市公司(代码:3004XX)直接投资参股了这家美国Navitas纳微半导体牛逼公司,Navitas 半导体是世界上首个也是唯一的氮化镓功率芯片公司!
第三代半导体材料氮化镓GaN相关概念公司如下:
海特高新002023:海威华芯布局氮化镓功率器件代工,技术达到国际先进水平
富满电子300671:充电器主控芯片,与oppo合作研发过GaN的充电器
南大光电300346:公司拥有自主知识产权的MO原产品高纯磷烷、砷烷直接为氮化镓GaNt提供原材料,MO原产品高纯磷烷、砷烷研发和产业化项目已经列入国家科技重大专项。
高纯磷烷和高纯砷烷都是LED、超大规模集成电路、砷化镓太阳能电池的重要原材料。