用于功率轉(zhuǎn)換的 GaN 技術(shù)第二部分，GaN 技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

下一代功率器件必須采用滿足性能、效率和價(jià)值要求的技術(shù)。正如您所提到的，GaN 已成為主要組件。然而，在評(píng)估 GaN 解決方案時(shí)，出現(xiàn)了一個(gè)問題，即什么是該應(yīng)用的最佳解決方案。例如，GaN-on-silicon 和 GaN-on-silicon-carbide 或 GaN-on-GaN。在這種情況下，我們談?wù)摰氖谴怪?GaN。GaN的默認(rèn)襯底是硅或-碳化硅，對(duì)于碳化硅，在射頻領(lǐng)域有很多應(yīng)用，如你所知。在 GaN-on-GaN 中，我發(fā)現(xiàn)與其他產(chǎn)品相比，碳化硅的導(dǎo)熱性比 GaN 高得多。你怎么看?技術(shù)在這方面的挑戰(zhàn)和方向是什么?

所以，事實(shí)上，我的觀點(diǎn)是，就成本效益而言，硅上 GaN 是推動(dòng)幾瓦到幾千瓦應(yīng)用的大眾市場(chǎng)的最佳解決方案，并且在就電力電子設(shè)備的電壓能力而言，從 100 V 到 600 V。對(duì)我來(lái)說(shuō)，GaN-on-GaN 襯底與標(biāo)準(zhǔn)功率器件和碳化硅的方法相同。因此，事實(shí)上，我并沒有真正看到使用垂直 GaN 與碳化硅相比的主要優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樘蓟枰呀?jīng)進(jìn)入市場(chǎng)多年，用于高功率應(yīng)用。

所以在我看來(lái)，如果你想用另一種在襯底方面具有相同配置的材料替換像碳化硅這樣的垂直解決方案，因此在設(shè)備方面，你需要證明強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)和超過 30% 的破壞和改變技術(shù)。所以對(duì)我來(lái)說(shuō)，目前還不清楚 GaN-on-GaN 與碳化硅器件相比是否會(huì)產(chǎn)生真正的差異。

是的，但我的意思是，在 GaN-on-GaN 方面有很多研發(fā)項(xiàng)目。所以我的意思是這只是來(lái)自學(xué)術(shù)界的水平，我猜是 GaN-on-GaN。也許在我們可以觀察到一些表現(xiàn)之后，但是如果我們要看看材料的內(nèi)在能力，我看不出 GaN-on-GaN 與碳化硅之間有很多區(qū)別。所以這可能是改變游戲規(guī)則的成本，但我不確定。今天，對(duì)此做出任何結(jié)論可能還為時(shí)過早。

因此，展望未來(lái)，請(qǐng)告訴我您認(rèn)為未來(lái)有望主導(dǎo) GaN 的領(lǐng)域。我的意思是，比較，所以比較硅和碳化硅，也許它們會(huì)在幾個(gè)市場(chǎng)共存。那么在其他方面，您如何看待明年的 GaN?與 GaN 相比，還有哪些其他寬帶隙材料?

所以我認(rèn)為我的觀點(diǎn)是 GaN 和硅將真正繼續(xù)快速增長(zhǎng)，我相信我們將贏得主要用于 650 V 電網(wǎng)應(yīng)用的中等功率范圍的戰(zhàn)斗。為什么?因?yàn)樵诔杀痉矫?，首先，因?yàn)槭袌?chǎng)是成本驅(qū)動(dòng)因素，我們現(xiàn)在談到了GaN在消費(fèi)市場(chǎng)的滲透，所以我們將繼續(xù)在電動(dòng)汽車以及電信和工業(yè)市場(chǎng)上取得進(jìn)展。

所以我很確定，在不久的將來(lái)，面向大眾市場(chǎng)的電力電子應(yīng)用的主要參與者將是 GaN，主要是 GaN-on-silicon，因?yàn)樵谖铱磥?lái)，還有一些技術(shù)改進(jìn)要做，今天我們處于發(fā)展的中間階段。這意味著我們可以在功率密度和降低成本方面再次實(shí)現(xiàn)一些技術(shù)改進(jìn)，因?yàn)橥庋尤匀粫?huì)得到改進(jìn)。我的意思是，在 GaN-on-silicon 中外延。而且每個(gè)人都知道它與 CMOS 兼容，因此這意味著我們可以輕松地在世界各地大力部署該技術(shù)，成為大眾市場(chǎng)解決方案。

所以我也堅(jiān)信碳化硅將定位于大功率，我的意思是肯定的，由于外延限制，迄今為止每 1,000、200 個(gè) GaN 很難進(jìn)入這個(gè)市場(chǎng)，而且還有外延工藝非常重要，以使其真正有效和成熟地邁出工業(yè)化步伐。因此，碳化硅表現(xiàn)出溶解性并已經(jīng)滲透到汽車市場(chǎng)。因此，仍然有一個(gè)足夠強(qiáng)大的行業(yè)可以繼續(xù)發(fā)展，但對(duì)于高功率應(yīng)用。如果我們展望未來(lái)，我認(rèn)為我們會(huì)繼續(xù)進(jìn)行越來(lái)越多的功率密度改進(jìn)。所以下一步的材料可能是德國(guó)的，它已經(jīng)展示了一些非常高的內(nèi)在性能，并且仍然在一個(gè)非常小的基板上進(jìn)行了一些演示，不到 1 英寸。

GaN 的主要優(yōu)勢(shì)在于它是一種橫向器件。對(duì)客戶來(lái)說(shuō)也有優(yōu)勢(shì)，在尺寸減小，功率密度的提高，以及各種物料清單的改進(jìn)能力方面。因?yàn)榻裉?，GaN 在成本方面是一個(gè)很好的機(jī)會(huì)。根據(jù) Thierry 的說(shuō)法，就成本效益而言，硅基 GaN 是推動(dòng)大眾市場(chǎng)高達(dá)幾千瓦的最佳解決方案，就電力電子產(chǎn)品的電壓能力而言，其電壓范圍為 100 V 至 600 V。