硅基半導(dǎo)體經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，其性能逐漸接近極限，在進(jìn)一步降本增效的背景下，第三代寬禁帶半導(dǎo)體氮化鎵功率器件GaN HEMT被寄予厚望。

功率半導(dǎo)體器件的發(fā)展歷程晶閘管的出現(xiàn)宣布半導(dǎo)體器件正式進(jìn)入電力領(lǐng)域，GTO和GTR的出現(xiàn)使功率開關(guān)成為全控制型器件。IGCT的出現(xiàn)解決了GTO關(guān)斷過(guò)程電流擠壓現(xiàn)象。IGBT出現(xiàn)之后，GTR沉寂了。雙極型器件的劣勢(shì)：龐大的控制電路和保護(hù)電路以及較低的工作頻率。解決問(wèn)題的途徑：?jiǎn)螛O型功率器件MOSFET。70年代，功率MOSFET的出現(xiàn)解決了雙極型器件工作頻率低的問(wèn)題，但功率仍受硅材料極限限制。

于是通過(guò)雙極與單極聯(lián)姻，80年代產(chǎn)生了IGBT，將雙極型器件的電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)巧妙地引入到MOSFET中，極大地提高了MOSFET的功率。

但I(xiàn)GBT終究是雙極型器件，工作頻率較MOSFET低，關(guān)斷過(guò)程存在拖尾效應(yīng)，于是SJMOSFET應(yīng)運(yùn)而生。

90年代，SJMOSFET的出現(xiàn)擴(kuò)大了MOSFET功率定額，但人們對(duì)開關(guān)頻率提高和對(duì)能效的追求仍在繼續(xù)……

于是寬禁帶半導(dǎo)體器件適時(shí)登場(chǎng)，所謂的時(shí)勢(shì)造英雄在這個(gè)時(shí)候得以驗(yàn)證。

第三代寬禁帶半導(dǎo)體氮化鎵功率器件GaN HEMT憑什么成為時(shí)代的寵兒?

第三代半導(dǎo)體具有更寬的禁帶寬度、更高的擊穿電場(chǎng)、更高的效率、更高的電子飽和速率，而GaN憑借這些眾多優(yōu)勢(shì)贏得了市場(chǎng)的青睞。

硅基材料、碳化硅材料、氮化鎵材料的比較

時(shí)勢(shì)造英雄，英雄亦適時(shí)。時(shí)代的需求造就了“英雄器件”，寬禁帶功率半導(dǎo)體器件不負(fù)眾望，憑借優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)和材料特性取得了輝煌的成就。

結(jié)構(gòu)方面：

VD-MOSFET

耗盡型:D-GaN HEMT常態(tài)導(dǎo)通

P-GaN增強(qiáng)型：常態(tài)關(guān)斷

材料方面：

GaN以其高效率、低損耗與高頻率的特性，在消費(fèi)電子領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景，特別是在充電器和電源適配器方面。其充電器體積更小、質(zhì)量更輕，攜帶便利，且充電功率大、速度快，能滿足多臺(tái)設(shè)備同時(shí)充電的需求，價(jià)格也相對(duì)親民。因此，GaN充電器市場(chǎng)逐漸受到手機(jī)廠商的青睞，小米、華為、努比亞等品牌紛紛入局，市場(chǎng)呈現(xiàn)出百花齊放的態(tài)勢(shì)，為新能源汽車、工業(yè)電源等電能使用領(lǐng)域的電能高效轉(zhuǎn)換提供了新的解決方案。這將進(jìn)一步推動(dòng)能源向綠色低碳方向發(fā)展，助力“碳達(dá)峰，碳中和”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。