未来，氮化镓（GaN）半导体材料会取代硅半导体材料吗？
在电子领域，更快、更高效的氮化镓（GaN）半导体已经在各种应用中取代了传统的硅（Si）半导体。但是氮化镓真的准备好了吗? 厦门中芯晶研可供氮化镓GaN晶片，其应用范围广，从光电器件到高频无线电通信。
1. 为什么GaN半导体材料可以取代Si？
在氮化镓规模应用前，硅一直是制造半导体最广泛使用的材料。硅半导体的发明彻底改变了计算时代，并为数字时代铺平了道路。如今，在几十年的主导地位之后，硅似乎已经达到了顶峰。
从这两种半导体的特性和性能来看，高性能的氮化镓最终将取代硅。比较氮化镓和硅的特性时，带隙是一个很好的起点。GaN的带隙为3.4 eV，而硅的带隙只有1.12 eV。这意味着GaN半导体可以比硅半导体维持更高的电压和更高的温度。电流可以更快地通过 GaN 半导体，从而在硬开关应用中使用时确保更高的效率和更少的开关损耗。它们比Si基半导体有更小的电容，这意味着当设备充电和放电时，更少的功率损失。GaN半导体在电路板上占据的空间也更小，使得制造更小的电子设备成为可能。
成本是另一个关键因素。尽管目前氮化镓晶体的生产成本仍高于硅，但 GaN 半导体可以通过减小其他组件的尺寸和成本来降低系统的总体生产成本。
GaN 半导体卓越的速度和效率也促使其能够满足和缓解气候变化的需要。
就半导体器件而言，GaN 似乎符合所有条件。 然而，尽管它在各种行业中得到了广泛的应用，但仍有一些应用尚未掌握。例如，虽然 GaN 半导体器件已成为光电和高频应用不可或缺的一部分，但 GaN 晶体管的通用性还不如硅晶体管。问题在于大多数 GaN 晶体管是耗尽型或“常开”型晶体管。 其中，耗尽型晶体管在功率转换器启动时，必须首先对功率器件施加负偏压，否则会导致短路，所以很不方便。然而，这个问题的解决方法已经被开发出来，所以 GaN 半导体出现在更多的产品和行业中肯定只是时间问题。
2. 关于氮化镓（GaN）
氮化镓是一种直接带隙半导体材料，用于制造半导体器件，如晶体管和二极管。这种高性能化合物在20世纪90年代作为发光二极管(LED)的重要组件首次冲击电力电子市场。GaN具有3.2 eV的特别宽的带隙，使其能够处理非常高的电压和在高温下工作。
目前GaN的应用包括：
- 光子学应用，如发光二极管(LED)；
- 用于光伏系统的太阳能电池；
- 卫星用的防辐射晶体管；
- 射频组件，如射频功率放大器；
- 无线电力传输，例如手机、笔记本电脑、游戏机控制器、心脏泵和其他医疗应用的无线充电器；
- 数据通信应用的DC-DC转换器，例如服务器群和集中通信中心；
- 激光雷达(光探测和测距)，例如自动驾驶汽车中使用激光测量距离的设备；
- 成像和传感，例如用于微波和太赫兹设备的功率放大器。
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陈经理