GaN HEMT正加速成為儲能市場主流

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/黃山明）氮化鎵高電子遷移率晶體管（GaN HEMT）作為新一代的半導(dǎo)體材料，因其禁帶寬度大、臨界擊穿電場高、飽和電子漂移速度高等特點，在能源轉(zhuǎn)換和5G高頻通信等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

在消費電子快充市場，GaN功率芯片已經(jīng)開始普及。GaN芯片的高頻特性帶來了整體功率密度的提升，使得充電器體積更小，充電速度更快。此外，GaN技術(shù)也在加速應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心和車載充電器等領(lǐng)域，其中，所有數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的頭部廠商都開始使用GaN產(chǎn)品。

據(jù)中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所指出，GaN HEMT因其出色的物理和化學(xué)特性，完全符合5G無線通信器件和電力電子器件的主要要求。值得注意的是，GaN HEMT在儲能系統(tǒng)中的應(yīng)用趨勢正隨著技術(shù)的進步和成本的降低而迅速增長。

由于GaN HEMT的高開關(guān)頻率和低導(dǎo)通電阻特性使其在DC-DC轉(zhuǎn)換器、DC-AC逆變器和AC-DC整流器中表現(xiàn)出色，有助于提高儲能系統(tǒng)的整體效率，減少能量損失。并且該器件允許設(shè)計更小、更輕的電力電子設(shè)備，這對于便攜式儲能設(shè)備、電動汽車和無人機等應(yīng)用尤為重要，因為它們要求高功率密度和輕量化的電源管理系統(tǒng)。

特別看到的是，隨著規(guī)?；a(chǎn)和工藝改進，GaN HEMT的成本有望進一步下降，使其在更廣泛的市場中得到普及。伴隨著GaN HEMT與AI、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的結(jié)合，還可能催生出新的應(yīng)用模式和解決方案。

國內(nèi)的GaN HEMT儲能方案

隨著GaN HEMTs技術(shù)的不斷進步，我們預(yù)計它們將在儲能領(lǐng)域扮演越來越重要的角色，特別是在追求更高效率、更小體積和更低成本的下一代儲能系統(tǒng)中。國內(nèi)多家企業(yè)已涉足GaN HEMT技術(shù)，并將其應(yīng)用于儲能解決方案中。

如華潤微電子研發(fā)了一種新型GaN基HEMT器件及其制造工藝，并申請了相關(guān)專利。這表明他們可能正在開發(fā)GaN HEMT用于包括儲能在內(nèi)的各種電力電子應(yīng)用。

中國電子科技集團公司第十三研究所專用集成電路國家級重點實驗室在InAlN/GaN HEMT可靠性方面取得了重大突破，解決了柵極漏電和可靠性問題，這有助于GaN HEMT在儲能系統(tǒng)中的應(yīng)用。

此外，如士蘭微實施了硅基GaN HEMT結(jié)構(gòu)電力電子芯片技術(shù)改造項目，芯導(dǎo)科技宣布，其基于第三代半導(dǎo)體的650V GaN HEMT產(chǎn)品預(yù)計可以實現(xiàn)量產(chǎn)。盡管未明確這些產(chǎn)品的應(yīng)用范圍，但在儲能系統(tǒng)中應(yīng)用想必不在話下。

其他諸如蘇州能華微電子、三安光電、中微半導(dǎo)體、華進半導(dǎo)體等公司，也有望在GaN HEMT技術(shù)上有所進展，并將其應(yīng)用在儲能和其他高效率電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。

能夠看到，當(dāng)下越來越多GaN HEMT與BMS、EMS和智能傳感器的集成，促進了儲能技術(shù)與其他能源技術(shù)的融合，創(chuàng)造了新的應(yīng)用和服務(wù)模式。

當(dāng)然，需要明確的是，目前GaN HEMT在設(shè)計和制造過程中面臨一些挑戰(zhàn)，如精確模型的需求高，強自熱效應(yīng)、陷阱效應(yīng)和非線性特性影響，以及散熱和可靠性問題。盡管如此，隨著技術(shù)的進步和市場需求的增長，預(yù)計GaN HEMT將在未來幾年內(nèi)得到更廣泛的應(yīng)用和推廣。

小結(jié)

GaN HEMT技術(shù)以其高效的能源轉(zhuǎn)換能力、優(yōu)異的材料特性和廣泛的應(yīng)用前景，對儲能市場的發(fā)展產(chǎn)生了深遠的影響。它不僅提升了各類儲能系統(tǒng)的效率和性能，還為新興技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了強有力的支撐。當(dāng)下，GaN HEMT以其優(yōu)異的性能正快速成為市場主流選擇。