Wide Band Gap(WBG)元件應用及未來發展
如圖(一)，在過去的Power 產品應用上對於功率密度的及高效能的要求，在科技日新月異的快速發展中，Power Mos 功率元元件已由過去Super Junction已邁入GaN Mos(氮化鎵)。在未來的市場上功率元件將會是否何發展呢？
GaN 被稱為「寬能隙半導體」(Wide Band Gap ,WBG)，因為這些材料的電子從價帶(valence band)擴散到導帶(conduction band)需要能量。
拜生產製程技術之賜，WBG展現出以下優勢：
- 極低的內部電阻，與同類矽元件相較，效率可提高70%。
- 低電阻可改善熱性能(最高工作溫度提升了)和散熱，並可達到更高的功率密度。
- 散熱得到最佳化，與同類矽元件相較之下可以採用更簡單的封裝、尺寸和重量也大大減少。
- 極短的關斷時間(GaN元件接近於零)，能夠在非常高的開關頻率下運作，工作溫度也更低。
如圖(二)為市場產品可應用之範圍
圖(一) 
圖(二)
而GaN 的應用功率及工作頻率適用的範圍如圖(三)所示可以看出GaN 應用的功率數及適合的操作頻率和應用場合。
在這工作頻率提高之下，可縮小磁性元件之尺寸，並藉由材料之特性提高更好的效率，在外觀尺寸上達到更小型化之尺寸的應用。
不過目前在市場上所看到使用GaN的產品應用大多以Charger and Adapter 產品較多。
圖(三)
由於智慧型手機也愈來愈耗電。電池可能不到一天就用完了，更別說一般型 5W 充電器有充電速度較慢的問題。
智慧型手機製造商漸漸意識到消費者對快充的需求。為了縮短充電時間，且功率高達 65W 的新一代充電器。
利用 GaN 的功率元件達到體積減半，同時使功率增至三倍之效果，如圖(四)所示。
圖(四)
而未來市場將是使用於電信產品及電動車、及自動駕駛相關產業, WBG 將會快速被廣泛使用。
車用方面：逆變器、車載充電設備和防撞系統等應用。
電信方面：5G 基地台、IoT機能及雷達預警和衛星通訊等應用。
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