用于功率转换的 GaN 技术第二部分，GaN 技术发展趋势

下一代功率器件必须采用满足性能、效率和价值要求的技术。正如您所提到的，GaN 已成为主要组件。然而，在评估 GaN 解决方案时，出现了一个问题，即什么是该应用的最佳解决方案。例如，GaN-on-silicon 和 GaN-on-silicon-carbide 或 GaN-on-GaN。在这种情况下，我们谈论的是垂直 GaN。GaN的默认衬底是硅或-碳化硅，对于碳化硅，在射频领域有很多应用，如你所知。在 GaN-on-GaN 中，我发现与其他产品相比，碳化硅的导热性比 GaN 高得多。你怎么看?技术在这方面的挑战和方向是什么?

所以，事实上，我的观点是，就成本效益而言，硅上 GaN 是推动几瓦到几千瓦应用的大众市场的最佳解决方案，并且在就电力电子设备的电压能力而言，从 100 V 到 600 V。对我来说，GaN-on-GaN 衬底与标准功率器件和碳化硅的方法相同。因此，事实上，我并没有真正看到使用垂直 GaN 与碳化硅相比的主要优势，因为碳化硅已经进入市场多年，用于高功率应用。

所以在我看来，如果你想用另一种在衬底方面具有相同配置的材料替换像碳化硅这样的垂直解决方案，因此在设备方面，你需要证明强大的优势和超过 30% 的破坏和改变技术。所以对我来说，目前还不清楚 GaN-on-GaN 与碳化硅器件相比是否会产生真正的差异。

是的，但我的意思是，在 GaN-on-GaN 方面有很多研发项目。所以我的意思是这只是来自学术界的水平，我猜是 GaN-on-GaN。也许在我们可以观察到一些表现之后，但是如果我们要看看材料的内在能力，我看不出 GaN-on-GaN 与碳化硅之间有很多区别。所以这可能是改变游戏规则的成本，但我不确定。今天，对此做出任何结论可能还为时过早。

因此，展望未来，请告诉我您认为未来有望主导 GaN 的领域。我的意思是，比较，所以比较硅和碳化硅，也许它们会在几个市场共存。那么在其他方面，您如何看待明年的 GaN?与 GaN 相比，还有哪些其他宽带隙材料?

所以我认为我的观点是 GaN 和硅将真正继续快速增长，我相信我们将赢得主要用于 650 V 电网应用的中等功率范围的战斗。为什么?因为在成本方面，首先，因为市场是成本驱动因素，我们现在谈到了GaN在消费市场的渗透，所以我们将继续在电动汽车以及电信和工业市场上取得进展。

所以我很确定，在不久的将来，面向大众市场的电力电子应用的主要参与者将是 GaN，主要是 GaN-on-silicon，因为在我看来，还有一些技术改进要做，今天我们处于发展的中间阶段。这意味着我们可以在功率密度和降低成本方面再次实现一些技术改进，因为外延仍然会得到改进。我的意思是，在 GaN-on-silicon 中外延。而且每个人都知道它与 CMOS 兼容，因此这意味着我们可以轻松地在世界各地大力部署该技术，成为大众市场解决方案。

所以我也坚信碳化硅将定位于大功率，我的意思是肯定的，由于外延限制，迄今为止每 1,000、200 个 GaN 很难进入这个市场，而且还有外延工艺非常重要，以使其真正有效和成熟地迈出工业化步伐。因此，碳化硅表现出溶解性并已经渗透到汽车市场。因此，仍然有一个足够强大的行业可以继续发展，但对于高功率应用。如果我们展望未来，我认为我们会继续进行越来越多的功率密度改进。所以下一步的材料可能是德国的，它已经展示了一些非常高的内在性能，并且仍然在一个非常小的基板上进行了一些演示，不到 1 英寸。

GaN 的主要优势在于它是一种横向器件。对客户来说也有优势，在尺寸减小，功率密度的提高，以及各种物料清单的改进能力方面。因为今天，GaN 在成本方面是一个很好的机会。根据 Thierry 的说法，就成本效益而言，硅基 GaN 是推动大众市场高达几千瓦的最佳解决方案，就电力电子产品的电压能力而言，其电压范围为 100 V 至 600 V。