小巧而強(qiáng)大，GaN的市場已就緒

在經(jīng)過很多試驗(yàn)、測試和諸多市場討論后，氮化鎵（GaN）終于進(jìn)入主流市場。從行業(yè)分析師到諾貝爾物理學(xué)獎得主，再到無數(shù)復(fù)合半導(dǎo)體從業(yè)者，都在強(qiáng)調(diào)GaN是當(dāng)前最值得關(guān)注的材料。

去年年尾，Yole Developpement的Ana Villamor表示，數(shù)據(jù)中心已經(jīng)開始以驚人的速度采用GaN產(chǎn)品，包括具有負(fù)載點(diǎn)電源的DC/DC轉(zhuǎn)換器。

同時，Hiroshi Amano在印度海德拉巴大學(xué)演講時強(qiáng)調(diào)，GaN材料很快將在物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和5G通信應(yīng)用中扮演重要角色。

總部位于英國倫敦的Dialog半導(dǎo)體公司，在其最近的官方發(fā)布印證了諸多公司總裁們在最近幾個月提出的觀點(diǎn)：主流市場對GaN的采用近在咫尺。

2016年下半年，Dialog公司開始向快速充電電源適配器廠商提供GaN電源IC樣片，Dialog公司的企業(yè)發(fā)展和戰(zhàn)略高級副總裁Mark Tyndall當(dāng)時告訴Compound Semiconductor記者：“當(dāng)臺積電開始在六英寸晶圓上提供GaN作為標(biāo)準(zhǔn)工藝時，我們發(fā)現(xiàn)這是一個信號，說明進(jìn)入GaN市場的時機(jī)成熟了?！?/p>

自那以后，Dialog一直與臺積電合作，致力于將高電壓GaN電源IC和控制器推向市場。Dialog的電源管理IC和數(shù)字“RapidCharge”電源轉(zhuǎn)換控制器相結(jié)合，可以提供與現(xiàn)有硅FET相比更高效、尺寸更小、功率密度更高的電源。

Dialog表示，其最新的GaN產(chǎn)品可以使功率損耗和電源尺寸幾乎減半，這對消費(fèi)電子適配器非常重要，也是智能手機(jī)和筆記本電腦等移動通信設(shè)備強(qiáng)烈需要的。現(xiàn)在，Dialog GaN產(chǎn)品量產(chǎn)前的準(zhǔn)備已經(jīng)在進(jìn)行中，產(chǎn)品發(fā)布也指日可待。

Dialog公司Tomas Moreno相信2018年將是GaN的轉(zhuǎn)折點(diǎn)

Dialog公司企業(yè)發(fā)展總監(jiān)Tomas Moreno表示：“我們計(jì)劃在本季度推出我們的第一款GaN電源IC，然后在今年年中推出我們的第二款用于消費(fèi)電子電源適配器的電源IC。”

很重要的是，Moreno認(rèn)為今年將是GaN的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，消費(fèi)電子適配器是Dialog公司的第一個目標(biāo)市場。

“GaN產(chǎn)品涉及價值超過50億美元的市場，涵蓋PC、電視、游戲、數(shù)據(jù)中心、汽車、清潔能源、工業(yè)和其他領(lǐng)域，”他說?！拔覀兪紫葘Ｗ⒂谙M(fèi)領(lǐng)域，因?yàn)樗脑O(shè)計(jì)周期普遍很短，這樣我們可以快速擴(kuò)展，送更多的晶圓進(jìn)去我們的生產(chǎn)線?！?/p>

“這樣會真正降低成本…從而使技術(shù)更成熟，市場也會繼續(xù)采用GaN，”他補(bǔ)充道。“我們的目標(biāo)是利用消費(fèi)電源適配器市場作為啟動平臺，以便為其他應(yīng)用做好鋪墊?！?/p>

Moreno認(rèn)為，整個市場對GaN的采用已經(jīng)開始發(fā)生，已經(jīng)注意到許多基于GaN器件的設(shè)計(jì)，包括數(shù)據(jù)中心、工業(yè)甚至汽車應(yīng)用中。 “我們已經(jīng)看到了所有這些動勢，”他說。

另外，他相信市場的趨勢，包括向USB Type C連接和USB PD的轉(zhuǎn)變，以及消費(fèi)者對快速充電電池的依賴，都將啟動GaN進(jìn)入消費(fèi)電源適配器市場。

“我們看到一個機(jī)遇，就是把智能手機(jī)的適配器和PC的適配器合二為一，”他強(qiáng)調(diào)說。 “有了GaN，我們可以將這個通用適配器做的非常小?！?/p>

雖然美國的Navitas半導(dǎo)體和Innergie等廠商已經(jīng)交付了基于GaN的65W適配器，但Moreno認(rèn)為Dialog能夠以更低的BOM成本提供解決方案。

“有些公司已經(jīng)有（交付）了這項(xiàng)技術(shù)，但是其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用的是較貴的元件，”他說?！拔覀冋陂_發(fā)一種芯片，使您能夠降低BOM成本，并且可以更快地實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)和部署?！?/p>

那么客戶對可靠性的擔(dān)憂問題怎么解決呢？Moreno認(rèn)為，這個可以從Dialog和競爭廠商的設(shè)備如何通過嚴(yán)格的可靠性測試要求來回答。此外，他認(rèn)為供應(yīng)鏈瓶頸，即圍繞外延層沉積（around epitaxial layer deposition）和封裝，正在得到解決。

Dialog的制造合作伙伴應(yīng)該有必要的MOCVD反應(yīng)器，如他補(bǔ)充的：“消費(fèi)類應(yīng)用往往要求功耗更低，使用QFN封裝，這種封裝沒有瓶頸。”

Moreno表示：“Dialog在消費(fèi)應(yīng)用領(lǐng)域是一個強(qiáng)大的市場領(lǐng)導(dǎo)者，我們對這個市場非常熟悉。我們可以將GaN這項(xiàng)技術(shù)以更好的性能和更具競爭力的物料成本帶到這個市場。”