氮化镓未来在汽车领域有很大的发展潜力

根据阿里巴巴达摩院的预测，2021年，以氮化镓、碳化硅为代表的第三代半导体将迎来应用大爆发。公开资料显示，2020年氮化镓市场将主要应用于光电、射频、电力电子等领域。其中，光电领域占氮化镓市场的68%，市场规模约224.7亿元。射频和电力电子分别占据氮化镓市场的20%和10%。氮化镓的能量转换效率远远超过硅基器件的性能。从目前的市场份额来看，氮化镓在电力电子领域的市场渗透率较低，发展空间巨大，尤其是在大功率电源适配器和无线充电领域。得益于新能源汽车的快速发展，氮化镓的应用领域逐渐扩展到汽车充电器、汽车逆变器和激光雷达。

氮化镓在汽车领域的优势和现状

随着汽车电气化和智能化的发展，对电动汽车的高效率和高功率密度的要求更加严格。氮化镓组件可以降低空间比，提高功率密度和车辆续航能力，给用户带来更好的驾驶体验。与碳化硅相比，氮化镓的开关频率更高。由于其高电子迁移率，关断时间几乎为零，开关损耗相对较小。同时，氮化镓具有较高的热处理能力和功率密度，使用氮化镓元素可以提高功率转换效率，降低电池成本。

正如在行业大会上提到的，与传统车载电源相比，使用氮化镓的车载充电器充电速度可提升60%以上。当两个充电器体积相同时，氮化镓车载充电器的充电速度可提高近3倍，重量明显减轻。

在汽车应用中，为了减小体积和提高车载逆变器的性能，大多采用氮化镓和碳化硅功率器件。目前氮化镓的价格是硅基器件的3倍左右，碳化硅的价格是硅基器件的10倍左右。氮化镓和碳化硅一样具有高频、低通、低损耗的特性，所以氮化镓在成本上更有优势。

安石半导体车规级650伏氮化镓功率器件

安石半导体在汽车功率器件方面最有发言权。安石半导体在汽车领域耕耘多年，拥有深厚的技术积累，拥有多条符合严格汽车级认证的晶圆生产线，并在不断增加生产线，扩大产能。凭借深厚的技术积累，2019年安石半导体汽车功率MOSFET全球排名第二，仅次于英飞凌。

2019年，安石半导体率先推出行业领先的氮化镓功率器件。近日，文泰科技秘书长在投资平台给投资者的回复中提到，安石半导体推出了行业领先的氮化镓功率器件，其应用场景针对电动汽车、数据中心、高端电源等领域。回应中强调了氮化镓在新能源汽车牵引逆变器中的应用，并表示电压等级为650V的氮化镓产品已通过整车规格测试。

GAN063-650WSA是安石半导体的氮化镓功率器件，通过了车规级测试，电压等级为650V，导通电阻为50m。为了避免实际使用中元件击穿导致的峰值电压高和电路损坏的问题，安石对导线进行了优化，将耐压提高到800V，同时还具有极低的浪涌电压(1.3V/12A)，进一步保护了系统的稳定性。可在-55至175的温度环境下工作，能很好地满足汽车应用的温度要求，主要应用于汽车动力转换和牵引逆变器。上图为GAN063-650WSA在AEC-Q101 Rev D级电压650V、温度175极端工况下的认证试验结果。

根据上述高温、高压、高效的测试结果，安石半导体的车用规格氮化镓产品工作稳定，转换效率接近98%，非常适合在汽车领域应用，提高了汽车的能效。据媒体报道，安石半导体开发了电压等级为900V的氮化镓器件，未来有1200V产品的计划，旨在打破氮化镓产品只能在中低压下使用的局面。

微纳半导体汽车市场布局

nano是全球唯一一家氮化镓企业，提供从20瓦到20千瓦的完整解决方案。近日，电子发烧友网获悉，纳米半导体将进军汽车领域，拓展氮化镓在汽车领域的应用。今年第四季度，Nano在上海成立了专注于电动汽车相关产品的研发中心，并不断派发“英雄帖”加强研发；电动汽车产品研发团队。

氮化镓推动电力电子产业发展。在OBC应用中，产品体积可减少到20%，充电效率可提高到98%。在DC/DC应用中，功率密度也可以翻倍。随着技术的发展，氮化镓功率器件的电压水平将得到提高，未来在汽车领域的发展潜力巨大。