在傳統(tǒng)橫向結(jié)構(gòu)的GaN器件中，電流沿芯片表面流動(dòng)。而垂直 GaN 的 GaN 層生長在氮化鎵襯底上，其獨(dú)特結(jié)構(gòu)使電流能直接從芯片頂部流到底部，而不是僅在表面流動(dòng)。這種垂直電流路徑讓器件能夠承受更高的電壓和更大的電流，從而實(shí)現(xiàn)更高的功率密度、更高的效率和更緊湊的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

垂直架構(gòu)：功率技術(shù)新高度

垂直 GaN 創(chuàng)新：vGaN 支持高電壓和高頻率運(yùn)行， 效率優(yōu)于硅芯片
先進(jìn)制造工廠：GaN 研發(fā)工作在占地 66,000 平方英尺、 配備 GaN 生產(chǎn)專用工具的潔凈室設(shè)施中進(jìn)行
專有 GaN 生長工藝：工程師借助安森美 (onsemi)獨(dú)特的專有技術(shù)， 直接在 GaN晶圓上生長 GaN 層
市場領(lǐng)先與發(fā)展進(jìn)度：安森美率先實(shí)現(xiàn) vGaN 技術(shù)規(guī)模化生產(chǎn)， 目前已向早期客戶提供 700V 和 1,200V 器件樣品

什么是垂直 GaN？

垂直 GaN 結(jié)構(gòu)：GaN 層生長在 GaN 襯底上， 電流可以垂直流過芯片
更高性能：與橫向 GaN 器件相比， 可實(shí)現(xiàn)更高的電流密度和電壓
出色的開關(guān)速度：支持的開關(guān)頻率超越硅和碳化硅技術(shù)的能力范圍
先進(jìn)應(yīng)用：非常適合用于人工智能數(shù)據(jù)中心、 電動(dòng)汽車充電樁與主驅(qū)逆變器， 以及可再生能源系統(tǒng)

垂直 GaN 與橫向 GaN

功率性能比較：

vGaN 正推動(dòng)眾多關(guān)鍵領(lǐng)域的創(chuàng)新和效率提升

安森美的垂直 GaN賦能未來

人工智能數(shù)據(jù)中心：通過減小 800V 電源轉(zhuǎn)換器的尺寸，提高計(jì)算密度

電動(dòng)汽車：電動(dòng)汽車充電速度更快，相關(guān)設(shè)備尺寸更小、效率更高

可再生能源：高效的太陽能逆變器和風(fēng)能系統(tǒng)，減少能源浪費(fèi)

航空航天：緊湊、堅(jiān)固、可靠的高性能電源系統(tǒng)

安森美成功駕馭復(fù)雜技術(shù)， 助力實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘎?chuàng)新

垂直 GaN 技術(shù)的重要進(jìn)展：研究人員對這項(xiàng)技術(shù)的探索已逾 15 年。安森美實(shí)現(xiàn)垂直 GaN 的商業(yè)化， 是制造領(lǐng)域的重要里程碑。

先進(jìn)制造工藝：垂直 GaN 制造需要在塊狀襯底上生長厚實(shí)且無缺陷的 GaN 層， 這一過程依賴精密外延生長技術(shù)和新型制造方法。

創(chuàng)新與專利組合：安森美擁有 130 多項(xiàng)相關(guān)專利， 涵蓋器件架構(gòu)和加工工藝， 展現(xiàn)其強(qiáng)大的創(chuàng)新能力和知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)水平。

GaN 的科學(xué)原理

纖鋅礦結(jié)構(gòu) - 六方晶系的優(yōu)勢

高鍵合強(qiáng)度與低本征缺陷

垂直 GaN 晶體的生長和摻雜過程旨在提升其性能和可靠性， 同時(shí)簡化制造工藝。這一特性使垂直 GaN 有別于硅和碳化硅， 成為未來高能效電子產(chǎn)品的戰(zhàn)略材料。

六方晶系的優(yōu)勢：纖鋅礦晶體結(jié)構(gòu)提升性能
垂直 GaN 的六方纖鋅礦晶體結(jié)構(gòu)是其優(yōu)異性能的基礎(chǔ)。 這一結(jié)構(gòu)賦予其獨(dú)特的電子特性， 顯著增強(qiáng)其耐高壓能力， 并有助于電源系統(tǒng)微型化。

這種晶系優(yōu)勢與 pGaN 和 nGaN 的制備方法使垂直 GaN 有別于傳統(tǒng)材料，成為推動(dòng)下一代電子產(chǎn)品性能提升的關(guān)鍵因素。

高精準(zhǔn)度：垂直 GaN 在高溫環(huán)境中表現(xiàn)穩(wěn)定
垂直 GaN 通過高溫生長工藝獲得出色的穩(wěn)定性和性能， 為高能效、 高可靠性電力電子技術(shù)的發(fā)展提供支撐。

垂直 GaN 器件能夠承受超過 1,200 V 的電壓。 利用該技術(shù)， 已經(jīng)研制出額定電壓達(dá) 3,300V 的器件。

Si、 SiC 和 GaN 材料參數(shù)

GaN 在高頻應(yīng)用中表現(xiàn)出色

GaN-on-GaN 具備高耐用性

與 GaN-on-Si/GaN-on-SiC 等橫向器件相比， 垂直結(jié)構(gòu)的 GaN-onGaN 器件因其同質(zhì)外延結(jié)構(gòu)， 天然具備更強(qiáng)的穩(wěn)健性。

垂直 GaN：簡單的 GaN-on-GaN 三維結(jié)構(gòu)

垂直 GaN-on-GaN e-JFET 提供了一種可擴(kuò)展的高導(dǎo)電性功率開關(guān)

JFET 溝道利用 GaN的高體遷移率， 實(shí)現(xiàn)較低的整體 RDS(ON)

器件結(jié)構(gòu)具備穩(wěn)健的邊緣端接設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)完整的雪崩防護(hù)能力

適用于各種應(yīng)用的功率開關(guān)技術(shù)

安森美的垂直 GaN 技術(shù)不僅是一項(xiàng)技術(shù)突破。對于那些尋求在能效、電氣化和先進(jìn)制造領(lǐng)域占據(jù)領(lǐng)先地位的企業(yè)和國家而言，它更是一項(xiàng)戰(zhàn)略資產(chǎn)。

能源需求：以高效率、 高性能的電力電子器件滿足 AI 和電動(dòng)汽車市場日益增長的能源需求
性能和效率：相比傳統(tǒng)解決方案， 更小巧、 更輕便、 更高效；支持先進(jìn)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)
行業(yè)投資：為高能效電子產(chǎn)品提供競爭優(yōu)勢， 同時(shí)具備技術(shù)前瞻性， 能夠滿足未來市場需求