最近,“三代半风向”发现了几个值得注意的氮化镓技术进展:
▲ 瑞典Epinovatech:今年将量产8英寸的1200V硅基氮化镓。
▲ 瑞典Swegan:批量供应6英寸射频氮化镓,并抢下了Wolfspeed客户。
▲ 爱思强:正在研发12英寸的硅基垂直氮化镓。
8寸、1200V
瑞典车规氮化镓量产
据外媒《Eletronik》2021年12月报道,Epinovatech公司已经开发了8英寸的1200V硅基氮化镓外延片,2022年将开始量产。
据介绍,Epinovatech是一家瑞典的无工厂氮化镓企业,他们推出了NovaGaN 解决方案。2021年7月31日,EpinovaTech已经完成了A轮融资。
Epinovatech首席执行官 Martin Olsson 表示,NovaGaN是增强型HEMT晶体管,能效比硅和碳化硅高 30% - 50%,而且击穿电压更高,目前市售GaN 晶体管已有650V产品,也出现了900V 或更高电压的氮化镓器件,而他们公司的目标是提供高于1200V的氮化镓方案。
据了解,Epinovatech的第一批器件将于2022年生产,而为了让客户更容易评估它们,该公司正在生产逆变器和变压器的参考板。逆变器 (AC / DC)采用了图腾柱 PFC 拓扑;变压器 (DC / DC)采用了它是 LLC 拓扑。
Martin Olsson 表示,他们的重点一直是为电动汽车充电提供可模块化扩展的解决方案,功率范围从 22 kW 到 300 kW。
此外,Epinovatech 的垂直芯片架构还可用于制造更强大的毫米波射频晶体管,因此6G和通信芯片包含在他们公司计划中。
据介绍,Epinovatech的关键专利技术在于缓冲层,该层位于硅晶片和 GaN 层之间,是由纳米级图案化的氮化铝组成。
Martin Olsson 表示,他们已经完成了4英寸的硅基氮化镓外延片,并即将完成8英寸产品,他们正在调整这个工艺。
Wolfspeed客户被抢?
瑞典射频GaN批量供应
据《Eletronik》2020年10 月报道,瑞典氮化镓公司Swegan的外延片即将大规模量产。
据Swegan首席执行官Olof Kordina介绍,他们的射频氮化镓外延片Quanfine 已经得到了一家半导体制造商的认可,正在进行完成最后的鉴定,预计将于2021年1月开始供货,这将是Swegan的第一个“销量杀手”。
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该公司成立于 2014 年,专注于提供6英寸的GaN-on-SiC外延片。在 2017 年中国资本收购 Norstel前,Swegan使用的是Norstel 的碳化硅衬底。后来,Swegan转而采用中国厂商的碳化硅衬底。
Kordina表示,虽然他们可以从Wolspeed和 II-VI 购买衬底,但效果反而没有中国衬底好。“我们在II-VI的衬底上成功制备了氮化镓外延片,但在Wolfspeed衬底上没有成功。”
一直以来,Swegan获得的都是一些小订单,营业额还不令人印象深刻。但Kordina透露,“目前有20-30 家公司已经或正在测试我们的材料,而欧洲客户已决定批量采用我们的产品”。
他还透露,这家欧洲客户是一个“小玩家”,目前他们正在向Wolfspeed购买材料。Kordina说,该客户测试后发现,“使用我们的材料,效果要更好。我们不仅有更好的输出功率,而且输出功率也是线性的。”
据介绍,YESvGaN于 2021 年 5 月 7 日启动,约有 60 名项目成员参与,该项目旨在开发基于大尺寸硅晶圆的垂直氮化镓功率晶体管。
Kordina表示,2020年年初,他们公司搬到了林雪平的新工厂,扩大了2-3倍空间。目前他们将继续在林雪平生产,因为市场还不是很大,但两年后工厂产能可能太小,届时将不得不再建新工厂。
欧美研发12寸氮化镓
爱思强参与其中
2021 年 12 月 14 日,爱思强宣布加入欧洲YESvGaN研究项目。
据介绍,YESvGaN于 2021 年 5 月 7 日启动,约有 60 名项目成员参与,该项目旨在开发基于大尺寸硅晶圆的垂直氮化镓功率晶体管。
YESvGaN项目汇聚了7家欧洲财团,氮化镓产业链企业包括:博世、意法半导体、爱思强、Fraunhofer Institute、X-FAB、Siltronic、EpiGan等。YESvGaN还获得了欧盟和成员国资助。
YESvGaN财团估计,到2030年欧盟持续使用 YESvGaN 垂直 GaN 晶体管所节省的潜在电力,相当于 7 个核电站或 10 个燃煤电厂的电力输出。
据透露,作为YESvGaN项目的一部分,爱思强正在测试12英寸硅基氮化镓的外延生长;目前,其MOCVD 技术主要用生长于6-8英寸氮化镓晶圆。对于在12寸硅衬底上沉积 GaN 层,爱思强等沉积系统专家正在开发所需的设备。
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