不只是充電器！99％的人不知道的事實(shí)：氮化鎵技術(shù)竟與5G 相關(guān)

　　過(guò)去的2020年是5G手機大爆發(fā)的一年。5G手機無(wú)疑為大家帶來(lái)了更快的上網(wǎng)體驗，更快的下載速度、低延時(shí)，高達10Gps/s的理論峰值速率，比4G手機數據傳輸提升10倍以上，延時(shí)更是低至1ms，比4G手機縮短10倍。

　　當然，5G對數據傳輸速度提升，更強的CPU處理性能也對手機的續航能力提出了更高要求。為此，不少手機廠(chǎng)商為5G手機配備更大容量的電池，采用更高的充電功率，并在充電器上引進(jìn)最新的氮化鎵技術(shù)，實(shí)現在提高充電器功率的同時(shí)，將體積控制得更小巧。

　　而這里其實(shí)有一個(gè)有趣的事實(shí)：

　　這項為5G手機帶來(lái)更好充電體驗的氮化鎵技術(shù)，其實(shí)也在5G技術(shù)領(lǐng)域中得以廣泛應用。為什么氮化鎵擁有如此神力？我們先來(lái)了解一下它究竟是什么。

什么是氮化鎵

　　氮化鎵是新一代半導體材料。材料對于技術(shù)的影響相信大家都知道，比如我們手機的處理器，實(shí)際上就是由純凈硅經(jīng)過(guò)最尖端的技術(shù)加工而成的。

　　氮化鎵GaN是氮（N）與鎵（Ga）的化合物，在半導體產(chǎn)業(yè)里，地位實(shí)際上是硅的“替代者”，它比傳統硅有著(zhù)更多顯著(zhù)優(yōu)勢。

　　氮化鎵功率芯片能夠在其獨特的結構中結合更高頻率、高功率密度和高效率優(yōu)勢，從而比硅的頻率提升至10倍左右。所以行業(yè)內普遍認為，氮化鎵功率芯片憑借著(zhù)前所未有的性能表現，將成為第三次電力電子學(xué)革命的催化劑。

氮化鎵在5G通訊的應用

　　氮化鎵GaN相較于傳統硅（Si）元件有著(zhù)更高的工作頻率。硅元件的切換頻率極限約65~95kHz，再高就可能會(huì )造成器件的耗損與不必要的能量消耗。但氮化鎵GaN制作的功率元器件在高頻率階段依舊有非常不錯的效率，并且穩定度也更高。

　　以往，研發(fā)人員在航空電子設備、雷達、電子戰干擾器、通信基礎設施設備、衛星、軍事系統、測試和測量?jì)x器儀表以及射頻檢測方面面臨著(zhù)尺寸、重量和功率的重大需求。

　　而氮化鎵獨有的高頻率特性，能夠讓周邊功率元器件的體積適當減小，這與讓未來(lái)的5G基站密度高所需要的特性相符。

　　根據Strategy Analytics預測，RF GaN元件（射頻氮化鎵）的市場(chǎng)規模從2018年起步到未來(lái)的2023年，5G通訊設備里，低于6gHz的頻段GaN元件會(huì )逐漸成長(cháng)。

　　未來(lái)不管是手機還是筆記本電腦中，使用基于氮化鎵的射頻器件，來(lái)收發(fā)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )和WiFi信號將會(huì )成為普遍現象。

　　而根據法國專(zhuān)業(yè)科技產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)調研機構Yole Développement的估計，氮化鎵GaN可能在射頻功率元件領(lǐng)域達到市場(chǎng)占有率的50％。而如果未來(lái)蘋(píng)果公司也采用氮化鎵技術(shù)，則市場(chǎng)占有率可能會(huì )達到93％，一舉成為市場(chǎng)主流。

　　講到這里，相信大家已經(jīng)能夠感受到氮化鎵技術(shù)的革命性了。不過(guò)5G畢竟是專(zhuān)業(yè)技術(shù)，現在大家在談的“氮化鎵”，其實(shí)是它的另一處大應用：

氮化鎵在充電器領(lǐng)域的應用

　　說(shuō)到氮化鎵在充電器領(lǐng)域的應用，不得不提的就是納微半導體。它是業(yè)內首家在PD充電器行業(yè)大規模量產(chǎn)的公司，讓PD充電器技術(shù)革命得以初步實(shí)現。

　　納微GaNFast功率芯片它可以提供比傳統硅芯片高100倍的開(kāi)關(guān)速度，同時(shí)節省高達40%的能量通過(guò)SMT封裝，GaNFast氮化鎵功率芯片實(shí)現氮化鎵器件、驅動(dòng)、控制和保護集成。

　　傳統硅材料在電源行業(yè)中應用發(fā)展幾十年了，現已到達它的物理極限，發(fā)展空間有限。用硅器件設計出來(lái)的充電器體積大，效率低，相比氮化鎵不占優(yōu)勢。

　　氮化鎵材料最早是從發(fā)光二極管LED及射頻RF兩大領(lǐng)域進(jìn)行我們的視線(xiàn)，從2014年開(kāi)始進(jìn)入PD充電器的應用領(lǐng)域。

　　氮化鎵功率芯片在尺寸和重量上都比傳統硅有優(yōu)勢，其體積只有后者的一半。并且隨著(zhù)氮化鎵技術(shù)的鋪開(kāi)，氮化鎵充電器也有了多變化。