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第三代半導體材料氮化镓(GaN)或引發充電革命?

2020-06-04 14:28浏覽量1205返回上一頁

就整個消費電子行業的情況來看,GaN已經在全球主流的消費電子廠商中得到了關注和投入,GaN也正在伴隨充電器快速爆發。今年一月,在美國舉辦的CES展會上,參展的GaN充電器已經多達66款,其中涵蓋了18W、30W、65W、100W等多個功率以及全新品類超級擴展塢,滿足手機、平板、筆電的全方位充電需求。綜合性能和成本兩個方面,GaN也有望在未來成爲消費電子領域快充器件的主流選擇。


隨著用戶對充電器通用性、便攜性的需求提高,未來GaN快充市場規模將快速上升,預計2020年全球GaN充電器市場規模爲23億元,2025年將快速上升至638億元,5年複合年均增長率高達94%。

值得一提的是,在這樣的市場趨勢下,一些重要的半導體行業也大舉切入到GaN市場。GaN不僅僅只在充電器領域,憑借GaN的功率性能、頻率性能以及優秀散熱性能,它還可用于5G基站、自動駕駛、軍用雷達等衆多功率和頻率有較高要求的場。

GaN的應用不僅僅止于充電領域

但在手機領域,GaN之所以越來越出名,絕不僅僅是因爲快充,而是5G時代的到來。5G將帶來半導體材料革命性的變化,隨著通訊頻段向高頻遷移,因此基站及通信設備對射頻器件高頻性能的要求也在不斷提高。不僅如此,5G所需要的多重載波聚合以及基站的功率放大器,GaN都可以占據一席之地,通吃5G的上下遊産業鏈。

在此背景下,GaN的優勢將逐步凸顯,使得GaN成爲5G的關鍵技術。隨著今年5G手機的大規模推出和各國5G基站的鋪設,和現有的矽、砷化镓的解決方案比起來,GaN則能提供更好的功率以及能耗比,也更能適用于5G時代的需求。

· 在5G的关键技术Massive MIMO应用中,基站收发信机上使用大数量(如32/64等)的阵列天线实现更大的无线数据流量和连接可靠性,这种架构需要相应的射频收发单元阵列配套。因此射频器件的数量将大为增加,器件的尺寸大小很关键,利用GaN的尺寸小、效率高和功率密度大的特点可实现高集化的解决方案,如模块化射频前端器件。

· 除了基站射频收发单元陈列中所需的射频器件数量大为增加,基站密度和基站数量也会大为增加,因此相比3G、4G时代,5G时代的射频器件将会以几十倍、甚至上百倍的数量增加,因此成本的控制非常关键,而硅基氮化镓在成本上具有巨大的优势,随着硅基氮化镓技术的成熟,它能以最大的性价比优势取得市场的突破。

同時在5G毫米波應用上,GaN的高功率密度特性在實現相同覆蓋條件及用戶追蹤功能下,可有效減少收發通道數及整體方案的尺寸,實現性能成本的最優化組合。



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