氮化镓（GaN）技术将带给我们怎样未来？

60年来第一次，有一种新的且性能更佳的半导体技术在生产时，会比与它竞争且采用硅的对手来得便宜。在改善晶体管性能方面，氮化镓（GaN）已展现出显著的成果，且它还有以比硅成本更低来生产的能力。由于氮化镓晶体管可以比之前任何晶体管都来得快的能力来切换更高的电压和更大的电流，因此带动了一些新的应用。它们这些非凡的特性激发出可以改变未来的新应用。但是，这才只是开始。 氮化镓场效应晶体管（FET）可以分立晶体管和单片半桥的形式来供应，其性能要比目前最好的商用硅MOSFET好10倍。但是，当许多设备被整合在一起来开发系统单芯片时，会发生什么事呢？而当这种芯片的性能要比硅芯片好上100倍时，又会发生什么事呢？ 如果我们往前看5到10年，我们将很容易地看到半导体技术的转变，将会如何改变我们日常生活的世界。

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改变太空 在恶劣的环境下使用的电源转换器，例如太空中，必须要有能耐承受辐射所造成的损害。在电气性能方面，氮化镓场效应晶体管好40倍，本身能够承受老化的辐射耐受功率MOSFET（radiation tolerant power MOSFET）的10倍的辐射（与其商业上的对手相比，辐射耐受MOSFET的性能明显差很多）。 SpaceX公司的CEO Elon Musk就将其使命设定为把物体放到太空中的成本以数十倍计的减少幅度降低。随着GaN技术被应用到卫星，我们可以缩小电子设备的体积尺寸，省去对屏蔽（shielding）的需求，大幅改善板上酬载（on-board payload）的性能。GaN技术的出现，再加上SpaceX公司的创新，将改变我们利用空间的方式，加快探索的脚步... 搭起太空移民的舞台！ 改变电力的使用 今天，我们用电线为愈来愈多需要电力供电的小工具提供电源。我们经常随时、随身携带这些产品，但正如我们所知道的，它们的电池必须要经常频繁地充电。在2015年，采用GaN技术的无线充电系统将可以无线的方式来提供能量，为手机和平板计算机充电。在未来5年到10年，因可将薄薄的传输线圈整合进建筑物的地砖和墙壁中，所以也可一并省去对墙壁电插座的需求！ 当一台电动汽车停在一个嵌有发射线圈的楼层时，就是利用这种相同的技术来充电，而它们早已引进使用。目前有一个正在进行中的计划，它将把无线充电器嵌进到公车站中，在公交车在公车站停留的一分钟中，便可充足再开一英里的电，而开往下一站。 GaN技术可以在安全的频率上实现高效的电力传输，这对硅晶体管而言，是一件艰难的工作。将GaN技术带到更高的电压和更高的频率，可以扩展无线电力传输的距离。

GaN技术改变医疗
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改变医疗 技术的进展也带来了医疗上长足的进步。在一些领域，像是植入系统、成像、和人造器官等，在技术上都有重大的发展，这些都是因为GaN技术的出现而实现的。 无线充电早已经对植入系统（如心脏泵）的发展产生重大影响。成像技术也以极快的速度在改善！由于采用氮化镓场效应晶体管和集成电路的更小和更有效之检测线圈的发展，而让MRI机器的分辨率可以大幅改善。也由于今天的氮化镓场效应晶体管的体积已小到足以放进内部有微缩成像系统的食用药锭中，而让结肠镜检查诊断成为过去式。藉由早期预警和非侵入性的诊断，这一类的非侵入性的突破可大幅地降低医疗成本。由于我们把整个系统整合在一氮化镓芯片，小型化和影像分辨率进一步改善了医疗照护的标准，同时，也把医疗费用降下来了。 GaN技术改变未来 EPC、GaN Systems、Transphorm、及Panasonic等几家公司正致力于从事扩大氮化镓场效应晶体管之间的性能差距，从10倍扩大到1000倍。随着性能的差距扩大和GaN技术被应用到更复杂的集成电路中，它将成为目前不可预见的应用的新的建构区块。 EDN 网站版权所有，谢绝转载。