氮化镓在汽车中的应用进展如何?

事实上，在电动汽车领域，氮化镓已经逐渐加速，希望能赶上这一波新能源红利。氮化镓上车的一个重要转折点是，2021年，宝马与gansystems合作，就宝马高性能车载标准氮化镓功率半导体签订了全面的产能协议，合作金额达1亿美元。

目前，碳化硅在电动汽车中的应用正在如火如荼地进行。今年以来，我们可以看到电机控制器模块，包括威来ET7。比亚迪E3.0平台。小鹏G9已经使用了碳化硅器件支持的电机控制器模块，碳化硅器件在新能源汽车中的渗透率也在提高。

氮化镓也是第三代半导体，不仅限于充电器和射频。事实上，在电动汽车领域，氮化镓已经逐渐加速，希望能赶上这一波新能源红利。近日，文泰科技子公司安石半导体宣布与位于奥地利的日本京瓷子公司KyoceraAVXcomponents达成合作。合作方向主要是氮化镓汽车电源模块。

那么到目前为止，氮化镓在汽车中的应用进展如何？事实上，氮化镓在充电器中被广泛使用，也就是近几年。在汽车应用方面，氮化镓的大规模应用还很早。氮化镓上车的一个重要转折点是，2021年，宝马与gansystems合作，就宝马高性能车载标准氮化镓功率半导体签订了全面的产能协议，合作金额达1亿美元。

早在2020年，gansystems还展示了一款采用太阳能电池的全氮化镓汽车，证明了氮化镓在功率转换方面的可行性，也证明了氮化镓在汽车上也有很大的应用前景。

比如电动汽车的AS1531车载充电器(OBC)，使用GaN器件，可以将尺寸降低到原来的五分之一，充电效率可以达到98%，散热结构也可以降低。

Gan器件在DC/DC上的显著提升是，功率密度大大提高，可以从1kw/L提升到2kw/L。

另一方面，目前电动汽车的高端车型正逐渐向800V以上的高压平台推广，但氮化镓可以继续提高原有800V以下平台的效率。未来中低端汽车市场将有很大的发展空间。

据预测，在电动汽车中，可以应用于氮化镓零部件的潜在市场机会将超过250美元。到2025年，电动汽车中氮化镓功率芯片的市场机会总值预计每年将超过25亿美元。

此外，目前碳化硅应用的主要问题是碳化硅衬底难以生长，产量低导致成本高。氮化镓功率装置可以生长在硅衬底上，即硅基氮化镓器件，大多采用标准的CMOS工艺，因此氮化镓在成本、生产能力和供应方面比碳化硅具有一定的优势。

除了gansystems，文泰旗下的安石半导体去年还推出了汽车规格级氮化镓功率装置，电压等级为650V，导电电阻为50mΩ。据了解，安石半导体已经开发出电压等级为900V的氮化镓装置，未来有1200V产品的计划，致力于打破氮化镓产品只能用于中低压的局面。

事实上，过去人们认为氮化镓只适用于650V及以下的中低压应用，但事实上，氮化镓在功率器件中的潜力远远不止于此。此前，晶湛与美国弗吉尼亚理工大学电力电子系统中心合作，成功制备了氮化镓SBD，实现了超过10kV的超高击穿电压，有些指标甚至高于同规格的SiCSBD。

在未来的电动汽车中，氮化镓能否对碳化硅的市场份额产生巨大影响还不得而知，但可以肯定的是，氮化镓将有一个更大的舞台。