“融合時代”即將來臨？手機內置氮化鎵有哪些優勢

電子發燒友網報道（文/李誠）氮化鎵作為第三代功率半導體，因其寬帶隙和高熱導率等特點，在電源、射頻領域有著廣泛的應用，近年來也逐漸開始進入消費類市場，成為手機領域中的重要革新材料，為手機的性能提升和創新提供了強有力的支持。

氮化鎵在手機端的應用

在過去的幾年中，由于成本的限制，氮化鎵在消費類市場的應用一直處于探索階段。然而，隨著技術的成熟和整個產業鏈的不斷完善，上游企業頻繁擴大產能，使得氮化鎵的成本逐漸下降。這一趨勢也為氮化鎵在消費類市場的應用創造了重要的突破口，同時在氮化鎵快充技術的推動下，氮化鎵充電器成為了消費者最早接觸到的氮化鎵產品。

隨著氮化鎵成本的進一步下探和技術的持續創新，如今氮化鎵應用已不再局限于手機外設，開始向手機內部轉移。

不論是4G還是5G時代，手機續航一直以來都是各大手機廠商攻克的重點。當然，通過增大電池能量密度和容量來提高手機續航是最直觀且行之有效的方法，但面對手機內部有限的空間，電池體積不能無休止地增大。因此，手機快充技術得以快速普及。

當其它廠商還在以標配快充充電器解決手機續航問題時，OPPO、Realme、摩托羅拉等手機廠商已經開始從手機內部著手，并將氮化鎵芯片成功導入手機內部，推出OPPO Reno 10、Realm GT2大師探索版、摩托羅拉Edge 40三款已經實現量產的機型。

據了解，OPPO、Realme、摩托羅拉三家手機廠商在手機端應用的氮化鎵芯片，均來自國內芯片廠商英諾賽科。其中，摩托羅拉Edge 40和OPPO Reno 10采用的是內置VGaN的40V低壓氮化鎵芯片INN040W048A。Realm GT2大師探索版采用的是英諾賽科Bi-GaN系列芯片INN40W08。

從官方提供的資料顯示，這些氮化鎵芯片的導入主要是用于替代傳統的硅基MOS，利用氮化鎵MOS開關頻率高、低導通阻抗的特性，降低手機在充、放電過程中的導通損耗，減少熱量堆積，以順應大功率快充技術在手機端應用的發展，變相提高手機快充的峰值充電維持時間，增強手機續航。

以上是目前實現量產的手機端氮化鎵應用，從氮化鎵的高擊穿電場、高飽和速度特性來看，氮化鎵可作為手機射頻器件的理想材料。使用氮化鎵材料制造的射頻器件能夠提供更高的工作頻率、更低的噪聲和更好的線性度，從而顯著提升手機的通信和數據傳輸性能。

砷化鎵為何未能取代氮化鎵

相比常用的砷化鎵，在射頻領域中，氮化鎵具有更高的瞬時帶寬，這也意味著能夠以更少的器件數量實現全波段和頻道的覆蓋。隨著通訊頻段向高頻的不斷遷移，基站和通信設備需要更高性能的放大器作為支持，氮化鎵器件相比金屬氧化物半導體和砷化鎵的優勢也會更為明顯。

然而，目前主流的氮化鎵射頻器件通常采用價格較高的碳化硅材料作為襯底。雖然碳化硅具有高導熱性和氮化鎵在高頻段下的大功率射頻輸出優勢，能夠更好地滿足5G應用需求，但隨著手機從4G向5G頻段的轉變，射頻功率放大器的數量也在增加。

受制于氮化鎵射頻器件的成本影響，目前大多數手機仍選擇采用砷化鎵作為原材料，以實現成本與性能之間的平衡。這也是為什么氮化鎵在手機射頻領域尚未普及的原因之一。當然，隨著技術的發展和成本的下降，氮化鎵射頻器件在手機領域應用的前景仍然值得期待。

結語

基于氮化鎵卓越的電氣特性，除了在充電和射頻方面應用外，氮化鎵還具有廣泛的應用潛力，例如功率放大器、芯片設計、顯示技術等領域。利用氮化鎵的優勢，手機制造商能夠開發出更高效、穩定的電源系統，從而實現更持久的續航表現。

此外，氮化鎵材料的高熱導率和優異的功率處理能力，也為手機功率器件的設計提供了新的可能，使得手機可以實現更低功耗、更高效率的能量轉換。

隨著氮化鎵技術的不斷發展與成熟，相信不久的未來將會看到氮化鎵在手機行業的廣泛應用。將氮化鎵融入手機將成為推動整個手機產業向前邁進的重要動力。