GaN GaN

GaN

GaN(氮化镓)是一种具有宽禁带、高击穿电场、高热导率等优异特性的第三代半导体材料,
广泛应用于高频、高压、高温及大功率电子器件领域,如快充、5G 基站、新能源汽车功率器件等
GaN(氮化镓)是一种具有宽禁带、高击穿电场、高热导率等优异特性的第三代半导体材料, 广泛应用于高频、高压、高温及大功率电子器件领域,如快充、5G 基站、新能源汽车功率器件等

GaN(氮化镓)

性能优异的宽禁带半导体材料

GaN(氮化镓)作为第三代半导体核心材料,其特点集中体现在电学性能优异、物理稳定性强、应用场景适配性高三大维度,具体可拆解为以下关键特性:
宽禁带(Wide Band Gap)
宽禁带(Wide Band Gap)
禁带宽度约 3.4eV,远高于硅(1.12eV),这使其能承受更高的电压和温度,不易被高能粒子击穿,适合在高温、强辐射等极端环境下工作(如航空航天、核工业电子器件)。
高击穿电场
高击穿电场
击穿电场强度约为 3.3MV/cm,是硅的 10 倍以上,意味着在相同耐压需求下,GaN 器件的厚度可大幅减小,体积更轻薄,功率密度更高(如新能源汽车的小型化功率模块)。
高热导率
高热导率
热导率约 130-200W/(m・K),优于硅(150W/(m・K))和碳化硅(490W/(m・K) 以下部分规格),散热效率高,能有效降低器件因高温产生的性能损耗,延长使用寿命(如快充充电器、服务器电源)。
高电子迁移率
高电子迁移率
电子迁移率约 2000cm²/(V・s),是硅的 2-3 倍,可让电子在材料中移动速度更快,使 GaN 器件具备更高的开关频率(可达 MHz 级别),适合高频通信场景(如 5G 基站的射频功放、卫星通信器件)。
低导通损耗
低导通损耗
GaN 器件(如 HEMT 高电子迁移率晶体管)导通电阻极低,电流通过时的能量损耗远小于传统硅器件,能显著提升能量转换效率(如光伏逆变器、储能系统,效率可提升至 99% 以上)。
耐高频、抗辐射
耐高频、抗辐射
因宽禁带特性,GaN 对高频信号的衰减小,且不易受辐射影响导致性能退化,是高频射频、空间通信等领域的核心材料(如雷达系统、航天器通信模块)。
GaN(氮化镓) GaN(氮化镓)
应用领域
用硬核科技赋能高效能源世界,驱动人类可持续发展
海洋电子
三代半导体(碳化硅 SiC、氮化镓 GaN)功率器件,凭借高功率密度、高效率、高可靠性,在海洋电子领域应用前景广阔。它们可提升船舰动力、深海勘探设备等的能源效率,降低散热需求,增强海洋恶劣环境适应性,助力设备小型轻量化,还能支撑海上风电等新能源电力转换传输及岸基 / 船基充电,为海洋资源开发提供先进电子硬件保障。
移动出行
以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)为代表的三代宽禁带半导体,凭耐高压、耐高温、高频高效特性变革移动出行功率电子系统。其应用于新能源汽车电驱主逆变器,可降损耗、提效率,增约 10% 续航并精简体积重量;赋能 800V 高压快充平台,大幅提升充电速度,破解续航与充电焦虑,是汽车电动化核心驱动力。
低空飞行
三代宽禁带半导体(碳化硅-SiC和氮化镓-GaN)功率器件凭借其耐高压、耐高温、高频高效的特性,在低空飞行器(如无人机和eVTOL)的电驱动系统中扮演着核心角色,显著提升了飞行器的性能与可靠性。
AI算力
三代宽禁带半导体(尤其是碳化硅-SiC和氮化镓-GaN)功率器件,以其耐高压、耐高温、高频高效的特性,正成为提升AI算力基础设施能源效率的关键。
能源与动力
碳化硅(SiC)器件与硅基 IGBT 模组是现代能源电力电子核心。SiC 凭高频高效耐高温特性,革新光伏、新能源车等领域,降本增效;IGBT 模组性价比突出,主导大功率场景。二者长期互补,助力电力系统升级,是 “双碳” 战略重要技术支撑。
消费电子
在消费电子技术迭代中,硅(Si)、碳化硅(SiC)与氮化镓(GaN)三类半导体材料各展所长,共同推动产品升级。其中,传统硅基器件凭借成熟工艺和成本优势,长期支撑消费电子基础电路运行,是行业发展的基石。
电动工具
碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)为代表的三代宽禁带半导体,正重塑电动工具性能格局。SiC 器件高频高效的特性,能提升无绳电动工具电机转速与扭矩,延长续航;GaN HEMT 则凭借超高开关速度,打造小巧轻便的超快充充电器,20 分钟即可满电,大幅提升使用效率与便利性。
芯干线以第三代半导体之力,重塑能源效率的边界
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