了解氮化镓芯片的应用和发展

GaN（KT65C1R200D）具有高带隙、高饱和电子迁移速度、高热导率等特点。因此，GaN比Si更适合于大功率和高频功率器件。具有体积小、散热容易、损耗低、功率大等优点。GaN充电器的主要成本来自氮化镓，MOS功率芯片。昂贵的原材料导致消费级GaN充电器价格居高不下，但GaN充电器是实现快充突破的关键，未来将成为各大手机厂商的优先选择。
GaN，这是小型快速充电电源适配器的关键。随着功率的增加，充电器的重量和体积也会相应增加，大大降低了充电器的便携性。如何将充电装置小型化，并保证小型充电器具有更好的散热性能，成为业界关注的问题。

氮化镓芯片

Keep Tops氮化镓（KT65C1R120D）具有开关频率高、禁断宽度大、导通电阻小的特点。开关频率是指充电头内的电子元器件(如晶闸管和晶闸管)每秒完全打开和关闭的次数。变压器恰好是充电器中体积最大的组件之一，占据了相当多的内部空间。高开关频率允许使用更小的变压器。使用氮化镓作为变压器组件，减小了变压器和电容器的尺寸，有助于减小充电头的尺寸和重量。
带隙直接决定电子器件的耐压和最高工作温度。带隙越大，器件携带的电压和温度越高，击穿电压越高，功率越高。较低的导通电阻直接反映在传导过程中产生的热量上。导通电阻越低，发热量越低。
氮化镓功率器件高频、低损耗的优势，提高了充电效率，减少了发热，有效缩短了充电时间，并进一步减小了适配器的体积和重量，使其更便于携带。虽然氮化镓充电器具有结构紧凑、效率高、发热量低的优点，但由于技术和成品率问题，氮化镓快速充电器的价格相对较高。在USB—PD快充协议持续推广的环境下，Keep Tops品牌的GaN技术不断成熟，效率高、体积小、散热低、便携性好的快充适配器将迅速普及，解决5G时代手机续航问题。

氮化镓工艺
氮化镓技术最早可以追溯到上世纪70年代，当时美国无线电公司（RCA）开发了氮化镓工艺来制造LED。今天市场上销售的许多LED在蓝宝石衬底上使用氮化镓技术。除了LED，氮化镓还用于功率半导体和射频器件。基于GaN的电源芯片在市场上站稳了脚跟。

氮化镓工艺

GaN技术具有以下优点：
高击穿场强：由于GaN（KT65C1R070D）的大禁带宽度，GaN材料具有高击穿场强，这使得GaN器件能够在比其他半导体器件高得多的电压下工作。当受到足够高的电场时，半导体中的电子可以获得足够的动能来打破化学键（这个过程称为碰撞电离或电压击穿）。如果不控制碰撞电离，将降低装置的性能。由于GaN器件可以在更高的电压下工作，它们可以用于更高功率的应用。
高饱和速度：GaN上的电子具有很高的饱和速度（电子在非常高的电场下的速度）。再加上强大的充电能力，这意味着GaN器件可以提供更高的电流密度。射频功率输出是电压和电流摆动的产物，因此更高的电压和电流密度可以在实际尺寸的晶体管中产生更高的射频功率。简而言之，GaN器件可以产生更高的功率密度。

优异的热性能：
GaN-on-SiC器件具有优异的热性能，主要是由于SiC的高导热性。实际上，这意味着在消耗相同功率的情况下，GaN-on-SiC器件不会像GaAs或Si器件那样发热。“较冷的”装置意味着更可靠的装置。
GaN器件的功率密度是砷化镓（GaAs）器件的十倍。更高的功率密度使GaN器件能够提供更宽的带宽，更高的放大器增益和更高的效率。
GaN场效应晶体管（FET）器件可以在比同类GaAs器件高5倍的电压下工作。由于GaN FET器件可以工作在更高的电压下，设计人员可以更容易地在窄带放大器设计上实现阻抗匹配。阻抗匹配（英语：Impedance matching）是一种设计电气负载输入阻抗的方法，其目的是使功率从设备传输到负载的能力最大化。
GaN FET器件可以吸收两倍于GaAsFET器件的电流。由于GaN FET器件可以提供两倍于GaAs FET器件的电流，因此GaN FET器件具有更高的带宽能力。
大多数半导体器件对温度变化非常敏感。为了保证可靠性，必须将半导体的温度变化控制在一定范围内。热管理对于射频系统尤其重要，因为射频系统具有相对较高的能量损耗，并且会导致严重的散热问题。GaN在保持低温方面有其独特的优势。此外，即使在较高的温度下，其性能也比硅受到的影响要小。例如，100万小时MTTF的中位故障时间表明GaN可以在比GaAs高50摄氏度的温度下工作。

氮化镓芯片

Keep Tops氮化镓具有广泛的应用领域和广阔的市场前景。GaN电力电子市场规模将在2023年达到4.24亿美元。该机构认为，未来GaN器件将在射频领域和功率领域迎来更大的增长。华西证券指出，在随后的手机品牌发布会上，广受消费者关注的GaN充电器将继续出现在舞台上。随着GaN在消费电子行业的普及，GaN芯片的设计和制造成本将迅速下降，进一步刺激市场。应用大受欢迎。
在5G时代，GaN材料适用于基站。在宏基站应用中，GaN材料由于具有高频、高输出功率的优势，正逐渐取代Si LDMOS。在微型基站中，GaAsPA组件由于其目前市场证明的可靠性和成本效益优势，在未来一段时间内仍将占据主导地位。但随着器件成本的降低和工艺的提高，GaNPA有望在微型基站中得到应用。分一杯羹。在移动终端中，由于成本高、电源电压高，GaN PA短期内将无法撼动GaAs PA的霸主地位。

审核编辑 黄宇