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#IT时报#5G绝配，充电必备，“氮化镓”如何撩起雷军的“镓”国梦


#IT时报#5G绝配，充电必备，“氮化镓”如何撩起雷军的“镓”国梦
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“我特别特别喜欢这个GaN（氮化镓）充电器 ， 摄影师来多拍几张照片 。 ”在小米10手机的在线发布会上 ， 雷军丝毫没有掩饰对小米GaN充电器的喜爱 。
小巧、高效、发热低 ， 是雷军给予小米GaN充电器的评价 。 小米GaN充电器虽然个头比常规充电器小了近一半 ， 但充电速度一点不含糊 。
充满4500mAh手机电池仅需45分钟 ， 为iPhone 11充电也比苹果原装充电器快50% 。 同时 ， 还可为市面上主流笔记本电脑和手机充电 。
小米打出GaN牌后 ， “友商们”纷纷跟进 。
realme在真我X50 Pro发布会上 ， 官宣全系标配GaN充电器 ， 华为、三星、苹果等均释放出将使用GaN充电设备的信号 。
除了手机产业链 ， GaN也受到资本市场的追捧 ， A股相关产业链上市公司近来表现强势 。
出圈后的氮化镓 ， 是一项“黑科技” ， 还是一个“新物种”？
01
GaN是新物种吗？
氮化镓的分子式为GaN ， 是半导体行业内公认的一种第三代半导体材料 。
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芯片内部的氮化镓（GaN）和化学式结构 ， 来源/Verge Science 维基百科
与硅（Si）、砷化镓（GaAs）为代表的第一、二代半导体材料相比 ， GaN具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电压以及更快的饱和电子漂移速率等物理性质 。
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虽然近来GaN的热度和呼声很高 ， 但事实上这种材料并非新生物种 。
中微半导体设备有限公司技术负责人刘英斌告诉《IT时报》采访人员 ， 早在100多年前GaN就被发现了 ， 在二十世纪90年代被日本日亚公司用于制作蓝光LED 。
不过受限于当时的制程工艺 ， GaN并没有被广泛运用 。
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2014年 ， 中村修二、赤崎勇和天野浩因发明“高亮度蓝色发光二极管”获得2014年诺贝尔物理学奖 ， 图片为中村修二和利用GaN制作的蓝光二极管 ， 来源/维基百科
物质的性质 ， 决定了它的用途 。 目前 ， GaN的应用主要集中在功率、光电和射频等领域 。
电子创新网CEO张国斌表示 ， GaN的材料优势有很多 ， 既能大幅降低功耗 ， 又可以缩小体积 ， “氮化镓最大的特点是耐高压高温 ， 损耗小 ， 600V以下未来将是氮化镓的地盘 。 ”
在刘英斌看来 ， SiC（碳化硅）和GaN虽同处于第三代半导体材料的第一梯队 ， 但适用领域有所区别 ， “GaN更适合高频高温的射频领域 ， SiC则适合电子电力领域 ， 包括新能源电池、直交流电变换、变频变速等 。 ”
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GaN更适合高频高温的射频领域 ， SiC则适合电子电力领域 ， 图片来源/英飞凌
02
GaN充电器或将成标配
氮化镓是自然界没有的物质 ， 需要靠人工合成 。
刘英斌指出 ， 氮化镓单晶的合成对反应条件要求苛刻 ， 难度特别大 ， “在10000个大气压、2000度高温下 ， 合成的氮化镓单晶只能达到研究水平 。 ”
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氮化镓单晶 ， 图片来源/Gallium nitride wafer
氮化镓单晶材料成本很高 ， 2英寸售价就高达每片万元以上 。
因此 ， 商业方案中使用更多的是氮化镓异质外延片 。 蓝宝石、碳化硅和硅是目前主要的氮化镓外延片异质衬底材料 。


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