GaN HEMT正加速成为储能市场主流

电子发烧友网报道（文/黄山明）氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN HEMT）作为新一代的半导体材料，因其禁带宽度大、临界击穿电场高、饱和电子漂移速度高等特点，在能源转换和5G高频通信等领域具有广阔的应用前景。
 
在消费电子快充市场，GaN功率芯片已经开始普及。GaN芯片的高频特性带来了整体功率密度的提升，使得充电器体积更小，充电速度更快。此外，GaN技术也在加速应用于数据中心和车载充电器等领域，其中，所有数据中心服务器的头部厂商都开始使用GaN产品。
 
据中国科学院半导体研究所指出，GaN HEMT因其出色的物理和化学特性，完全符合5G无线通信器件和电力电子器件的主要要求。值得注意的是，GaN HEMT在储能系统中的应用趋势正随着技术的进步和成本的降低而迅速增长。
 
由于GaN HEMT的高开关频率和低导通电阻特性使其在DC-DC转换器、DC-AC逆变器和AC-DC整流器中表现出色，有助于提高储能系统的整体效率，减少能量损失。并且该器件允许设计更小、更轻的电力电子设备，这对于便携式储能设备、电动汽车和无人机等应用尤为重要，因为它们要求高功率密度和轻量化的电源管理系统。
 
特别看到的是，随着规模化生产和工艺改进，GaN HEMT的成本有望进一步下降，使其在更广泛的市场中得到普及。伴随着GaN HEMT与AI、物联网等技术的结合，还可能催生出新的应用模式和解决方案。
 
国内的GaN HEMT储能方案
 
随着GaN HEMTs技术的不断进步，我们预计它们将在储能领域扮演越来越重要的角色，特别是在追求更高效率、更小体积和更低成本的下一代储能系统中。国内多家企业已涉足GaN HEMT技术，并将其应用于储能解决方案中。
 
如华润微电子研发了一种新型GaN基HEMT器件及其制造工艺，并申请了相关专利。这表明他们可能正在开发GaN HEMT用于包括储能在内的各种电力电子应用。
 
中国电子科技集团公司第十三研究所专用集成电路国家级重点实验室在InAlN/GaN HEMT可靠性方面取得了重大突破，解决了栅极漏电和可靠性问题，这有助于GaN HEMT在储能系统中的应用。
 
此外，如士兰微实施了硅基GaN HEMT结构电力电子芯片技术改造项目，芯导科技宣布，其基于第三代半导体的650V GaN HEMT产品预计可以实现量产。尽管未明确这些产品的应用范围，但在储能系统中应用想必不在话下。
 
其他诸如苏州能华微电子、三安光电、中微半导体、华进半导体等公司，也有望在GaN HEMT技术上有所进展，并将其应用在储能和其他高效率电力转换系统。
 
能够看到，当下越来越多GaN HEMT与BMS、EMS和智能传感器的集成，促进了储能技术与其他能源技术的融合，创造了新的应用和服务模式。
 
当然，需要明确的是，目前GaN HEMT在设计和制造过程中面临一些挑战，如精确模型的需求高，强自热效应、陷阱效应和非线性特性影响，以及散热和可靠性问题。尽管如此，随着技术的进步和市场需求的增长，预计GaN HEMT将在未来几年内得到更广泛的应用和推广。
 
小结
 
GaN HEMT技术以其高效的能源转换能力、优异的材料特性和广泛的应用前景，对储能市场的发展产生了深远的影响。它不仅提升了各类储能系统的效率和性能，还为新兴技术和产业的发展提供了强有力的支撑。当下，GaN HEMT以其优异的性能正快速成为市场主流选择。