【導(dǎo)讀】氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管可以分立晶體管和單片半橋的形式來(lái)供應(yīng)，其性能要比目前最好的商用硅MOSFET好10倍。但是，當(dāng)許多設(shè)備被整合在一起來(lái)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)單芯片時(shí)，會(huì)發(fā)生什么事呢？而當(dāng)這種芯片的性能要比硅芯片好上100倍時(shí)，又會(huì)發(fā)生什么事呢？
60年來(lái)第一次，有一種新的且性能更佳的半導(dǎo)體技術(shù)在生產(chǎn)時(shí)，會(huì)比與它競(jìng)爭(zhēng)且采用硅的對(duì)手來(lái)得便宜。在改善晶體管性能方面，氮化鎵（GaN）已展現(xiàn)出顯著的成果，且它還有以比硅成本更低來(lái)生產(chǎn)的能力。由于氮化鎵晶體管可以比之前任何晶體管都來(lái)得快的能力來(lái)切換更高的電壓和更大的電流，因此帶動(dòng)了一些新的應(yīng)用。它們這些非凡的特性激發(fā)出可以改變未來(lái)的新應(yīng)用。但是，這才只是開(kāi)始。
氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FET）可以分立晶體管和單片半橋的形式來(lái)供應(yīng)，其性能要比目前最好的商用硅MOSFET好10倍。但是，當(dāng)許多設(shè)備被整合在一起來(lái)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)單芯片時(shí)，會(huì)發(fā)生什么事呢？而當(dāng)這種芯片的性能要比硅芯片好上100倍時(shí)，又會(huì)發(fā)生什么事呢？
如果我們往前看5到10年，我們將很容易地看到半導(dǎo)體技術(shù)的轉(zhuǎn)變，將會(huì)如何改變我們?nèi)粘Ｉ畹氖澜纭?/div>
改變太空
在惡劣的環(huán)境下使用的電源轉(zhuǎn)換器，例如太空中，必須要有能耐承受輻射所造成的損害。在電氣性能方面，氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管好40倍，本身能夠承受老化的輻射耐受功率MOSFET（radiation tolerant power MOSFET）的10倍的輻射（與其商業(yè)上的對(duì)手相比，輻射耐受MOSFET的性能明顯差很多）。
SpaceX公司的CEO Elon Musk就將其使命設(shè)定為把物體放到太空中的成本以數(shù)十倍計(jì)的減少幅度降低。隨著GaN技術(shù)被應(yīng)用到衛(wèi)星，我們可以縮小電子設(shè)備的體積尺寸，省去對(duì)屏蔽（shielding）的需求，大幅改善板上酬載（on-board payload）的性能。GaN技術(shù)的出現(xiàn)，再加上SpaceX公司的創(chuàng)新，將改變我們利用空間的方式，加快探索的腳步... 搭起太空移民的舞臺(tái)！
改變電力的使用
今天，我們用電線為愈來(lái)愈多需要電力供電的小工具提供電源。我們經(jīng)常隨時(shí)、隨身攜帶這些產(chǎn)品，但正如我們所知道的，它們的電池必須要經(jīng)常頻繁地充電。在2015年，采用GaN技術(shù)的無(wú)線充電系統(tǒng)將可以無(wú)線的方式來(lái)提供能量，為手機(jī)和平板計(jì)算機(jī)充電。在未來(lái)5年到10年，因可將薄薄的傳輸線圈整合進(jìn)建筑物的地磚和墻壁中，所以也可一并省去對(duì)墻壁電插座的需求！
當(dāng)一臺(tái)電動(dòng)汽車(chē)停在一個(gè)嵌有發(fā)射線圈的樓層時(shí)，就是利用這種相同的技術(shù)來(lái)充電，而它們?cè)缫岩M(jìn)使用。目前有一個(gè)正在進(jìn)行中的計(jì)劃，它將把無(wú)線充電器嵌進(jìn)到公車(chē)站中，在公交車(chē)在公車(chē)站停留的一分鐘中，便可充足再開(kāi)一英里的電，而開(kāi)往下一站。
GaN技術(shù)可以在安全的頻率上實(shí)現(xiàn)高效的電力傳輸，這對(duì)硅晶體管而言，是一件艱難的工作。將GaN技術(shù)帶到更高的電壓和更高的頻率，可以擴(kuò)展無(wú)線電力傳輸?shù)木嚯x。
GaN技術(shù)改變醫(yī)療
改變醫(yī)療
技術(shù)的進(jìn)展也帶來(lái)了醫(yī)療上長(zhǎng)足的進(jìn)步。在一些領(lǐng)域，像是植入系統(tǒng)、成像、和人造器官等，在技術(shù)上都有重大的發(fā)展，這些都是因?yàn)镚aN技術(shù)的出現(xiàn)而實(shí)現(xiàn)的。
無(wú)線充電早已經(jīng)對(duì)植入系統(tǒng)（如心臟泵）的發(fā)展產(chǎn)生重大影響。成像技術(shù)也以極快的速度在改善！由于采用氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管和集成電路的更小和更有效之檢測(cè)線圈的發(fā)展，而讓MRI機(jī)器的分辨率可以大幅改善。也由于今天的氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的體積已小到足以放進(jìn)內(nèi)部有微縮成像系統(tǒng)的食用藥錠中，而讓結(jié)腸鏡檢查診斷成為過(guò)去式。藉由早期預(yù)警和非侵入性的診斷，這一類(lèi)的非侵入性的突破可大幅地降低醫(yī)療成本。由于我們把整個(gè)系統(tǒng)整合在一氮化鎵芯片，小型化和影像分辨率進(jìn)一步改善了醫(yī)療照護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)，也把醫(yī)療費(fèi)用降下來(lái)了。
GaN技術(shù)改變未來(lái)
EPC、GaN Systems、Transphorm、及Panasonic等幾家公司正致力于從事擴(kuò)大氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管之間的性能差距，從10倍擴(kuò)大到1000倍。隨著性能的差距擴(kuò)大和GaN技術(shù)被應(yīng)用到更復(fù)雜的集成電路中，它將成為目前不可預(yù)見(jiàn)的應(yīng)用的新的建構(gòu)區(qū)塊。
