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初创公司突然倒闭,垂直GaN量产进展如何?

Hobby观察 来源:电子发烧友网 作者:梁浩斌 2024-02-07 00:08 次阅读

电子发烧友网报道(文/梁浩斌)今年1月,美国GaN初创公司NexGen Power Systems突然被曝人去楼空,工厂被关闭,据消息称该公司在2023年圣诞节前夕就已经破产倒闭。NexGen成立于2017年,专注于垂直GaN器件的研发和生产,成立以来获得了纽约州合计超过1亿美元的资助,并拥有一家晶圆厂。

值得一提的是,NexGen去年还有多项重大进展,包括他们在年初宣布已开始发运首批700V和1200V垂直GaN器件的工程样品,并且预计在2023年第三季度全面量产。在去年6月,NexGen还与通用汽车获得了美国能源部的资助,共同开发基于GaN的电动汽车电驱逆变器

虽然公司已经倒闭,但垂直GaN的应用进展依然值得我们关注。

什么是垂直GaN

垂直GaN中“垂直”是指器件的结构,简单可以理解为器件中阳极和阴极相对的位置,目前大多数硅基GaN器件是平面型结构,即阳极和阴极处于同一平面上,导通电流在器件中横向流动;而垂直型GaN一般是基于GaN衬底,GaN衬底底面为阴极,阳极则位于上方,导通电流是竖向流动。

这就类似于目前大功率的MOSFET器件,高电压等级和电流等级的MOSFET器件,基本都采用垂直型的结构。

相比横向的硅基GaN或是碳化硅基GaN器件,垂直GaN器件由于采用了GaN衬底同质外延层,具有更低的位错密度,器件可靠性高,性能也更高。而具体到器件上,GaN二极管晶体管都能采用垂直结构。

垂直GaN的优势

与横向或者说是平面结构GaN器件相比,垂直结构的GaN拥有诸多优势。首先是前面提到的,采用了GaN衬底同质外延层,具有更低的位错密度,外延层缺陷密度低,器件可靠性更高;

第二是由于器件结构上的优势,在相同的器件面积下,可以通过增加位于晶体管内部的漂移层(用于传导电流)的厚度,来提高电压等级,能够用于更高电压的应用中;同时,电流导通路径的面积大,可以承受较高的电流密度。

另外,垂直结构能够更容易产生雪崩效应,在超过击穿电压的情况下,雪崩最初通过反向极化栅源二极管发生,随后导致雪崩电流增加栅源电压并且沟道打开并导通。这是一种设备自我保护的重要属性,如果器件两端电压或导通的电流出现峰值,拥有雪崩特性的器件就可以吸收这些电涌并保持正常运行,在工业领域有很大的应用空间。

目前,业内在垂直GaN器件上商业落地进展最快的大概是美国Odyssey 公司,该公司在去年第一季度宣布已经向客户提供样品,而最快在2023年第四季度之前还将会提供更多样品。

去年NexGen也表示已开始发运首批700V和1200V垂直GaN器件的工程样品,据公司介绍,其1200V垂直GaN E-Mode Fin-jfet是唯一在1.4kV额定电压下成功实现高频开关的GaN器件,当时还宣称这些器件预计将于2023年第三季度开始全面生产。

当然,现在NexGen也已经倒闭,而他们的产品和技术将流向何方,还是未知数。

另外,日本信越、欧洲YESvGaN项目、国内的苏州纳米所、中镓科技等研究机构和企业都在垂直GaN领域持续投入研发,国内西安电子科技大学和电子科技大学也在垂直GaN的专利上较为领先。




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