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三垦电气正狡计全面进军氮化镓（GaN）功率器件市集，该市集预测将快速增长，主要集合在耗尽电子、汽车和东说念主工智能劳动器领域。预测到2023年，市集领域将达到400亿日元，到2029年将达到3000亿日元。尽管竞争日益热烈，但该公司正致力于于凭借其特有的横向GaN本事脱颖而出，该本事可已毕高耐压性和低资本，并狡计在2030财年已毕垂直GaN的量产。

三垦电子在氮化镓（GaN）器件研发领域领有逾越20年的悠久历史。该公司最初从蓝色LED起步，并在2000年左右运转研发硅基氮化镓（GaN-on-Si）功率器件。2015年左右，该公司发布了首款搭载GaN HEMT的电源IC。之后，该公司还开发并量产了一款将GaN HEMT与IC相市欢的LED照明驱动器。“这款器件在LED灯泡刚问世时就得到了应用，并广受好评，”Hankan默示，但市集需求渐渐下落，并于2023年左右罢手分娩。至此，硅基氮化镓HEMT器件的研发似乎依然告一段落。

联系词，氮化镓功率器件市集是一个蕃昌发展的市集，预测将从2023年的400亿日元增长到2029年的3000亿日元，复合年增长率（CAGR）高达40%。三垦电气于2024财年启动的2024年中期筹画狡计（2024财年至2027财年）晓谕，公司将专注于化合物器件这一新兴本事领域的基础研发，并积极投资于将来的增长。该狡计明确了其计策主义，即通过与外部合作伙伴的谐和，加速氮化镓器件的研发和量产速率。为此，公司于2025年4月以约13亿日元的价钱收购了Powdec公司。这次收购于2025年10月1日完成。

氮化镓器件市集增长预测（市集预测基于Yole Group和Sanken Electric的筹商）开端：Sanken Electric

该公司狡计通过创造市欢从 Powdec 收购的本事与自身多年来积蓄的本事和专科学问的新斥地，来与竞争敌手折柳开来，并进军竞争日益热烈的氮化镓市集。

Hankan默示：“在硅领域，主流本事依然从高压平面MOSFET转向超结MOSFET。启航点，东说念主们合计超结MOSFET资本过高，但价钱马上下落，现时已被平淡应用。我合计氮化镓也处于访佛的阶段。若是咱们现时不选拔活动，我合计咱们将濒临一个处所，即使是自后者也无法赶上。”

通过收购 Powdec 公司赢得的 PSJ 本事

三垦电气正在开发的横向GaN器件基于Powdec公司的PSJ（极化超结）本事。传统的GaN HEMT存在电压完毕和电流坍塌（开关流程中电流难以流动的局面）等问题，这些问题是由电场集合引起的。PSJ结构愚弄GaN/AlGaN/GaN异质结的极化性格，保握栅极和漏极之间的电场强度恒定，从而扼制电场集合。这不仅易于已毕高电压电阻，何况还具有通过减少电流坍塌来扼制导通电阻增多的上风，并允许减弱栅漏破绽，从而裁减导通电阻。

在收购之前，三垦电气自2023年起就已与Powdec开展聚会研发，并证据了高压横向氮化镓（横向PSJ-GaN）本事的可行性。对于这次收购的原因，该公司证明说：“咱们合计收购Powdec是加速研发的最好道路，打算是尽快已毕居品的交易化和上市。”

该公司正在开发涵盖低电流到中电流范围的横向PSJ-GaN居品。具体而言，该公司狡计于2026财年运转量产用于白色家电和耗尽电子居品的低电流GaN电源IC，并于2028财年运转量产用于白色家电和工业斥地的中电流IPM。

除了现时主流的 650V 氮化镓功率器件电压外，该公司还狡计开发更高电压的居品，举例 900V、1200V 和 1700V。Hannuki 默示：“蓝坚持和 PSJ 结构在高压领域或者发扬其上风。硅器件的极限电压可能在 900V 左右。咱们预测，将来工业和汽车应用领域对 1200V 和 1700V 器件的需求将会很高，而这些器件惟有蓝坚持才能已毕。咱们看到了这个领域的弘远市集后劲，并有契机参与竞争。”

氮化镓器件开发——量产宗旨。开端：三垦电气

另一方面，在这一领域，氮化镓将与碳化硅（SiC）器件张开竞争。对于这小数，他默示：“咱们现时正在里面征询，但将来咱们会起劲已毕各异化。”他强调：“若是咱们或者充分愚弄氮化镓的性格，咱们肯定不错已毕与碳化硅十分以致更优的性价比。”

蓝坚持衬底有哪些上风？

氮化镓器件资本的主要影响要素之一是晶圆价钱，而三垦电气选拔了比市面上主流硅衬底更不菲的蓝坚持衬底。这是因为蓝坚持算作一种绝缘材料，不错愚弄PSJ结构已毕高击穿电压；而对于硅基氮化镓器件，尽管硅衬底自己价钱便宜，但由于硅和氮化镓物感性质的各异，用于缓解应力的缓冲层资本很高。

PSJ本事性格。开端：三垦电机

Hannuki证明说：“当使用典型的GaN/Si高电子迁徙率晶体管（GaN HEMT）在硅衬底上制造换取击穿电压的器件时，缓冲层必须相等厚。这是咱们的第二次尝试，咱们也意志到了硅衬底的这个问题。蓝坚持的物感性质与GaN相等相似，因此险些不需要缓冲层。”举例，对于650V的击穿电压，硅衬底需要约7μm厚的外延层，而蓝坚持衬底仅需约1μm厚。

Hannuki证明说：“即使耐压值提高，这小数也不会编削。蓝坚持衬底是绝缘材料，其上风在于只需约1微米的厚度即可达到任何耐压值。” 通过使用蓝坚持制造薄缓冲层，他们追求的是性价比。“咱们肯定咱们或者在价钱上与竞争敌手抗衡。”

对于蓝坚持衬底自己的价钱，他默示：“蓝坚持的分娩才略自己并不难，何况我传奇价钱不错凭证产量裁减。斟酌到这小数，我肯定一朝咱们运转销售，衬底价钱也会跟着产量的增多而下落。”

集成特有驱动IC

Hannuki强调“单靠GaN器件自己无法很好地驱动这些器件，驱动IC的本事与功率器件自己同等首要，以致更为首要。”该公司狡计开发或者充分发扬横向PSJ-GaN性格的驱动IC，并将其与电源IC和IPM相市欢，为客户提供易于使用的惩处决议。

下图展示了一款正在研发中的PSJ-GaN内置电源IC。由于PSJ-GaN为常导通型，因此它与常关型低压MOSFET市欢使用，并封装在一个特意开发的驱动器中。“无需复杂的养息，即可像传统IC相似配置为开关电源，从辛勤毕最高成果。”该公司默示。

PSJ-GaN 内置电源 IC。开端：三垦电气

将现时正在开发的选拔 PSJ-GaN 本事的非进犯式降压退换器 IC 与现存的 Si MOSFET 居品进行相比，其额定电压从 750V 擢升至 1400V，导通电阻裁减至正本的四分之一，即 0.45Ω，功率成果擢升 1.5 个百分点至 84.4%，同期尺寸减弱至正本的八分之一（SOIC8 封装对比 DIP8 封装）。该公司现时还在开发选拔 PSJ-GaN 本事、额定电压分别为 900V、1200V 和 1700V 的反激式电源 IC，居品功率等第为 50W。

该公司还默示，正在起劲开发常关型 PSJ-GaN，尽管仍有一些本事鬈曲需要克服。

垂直氮化镓 (GaN) 本事面向汽车和工业机械的高电流应用领域

三垦电气正在激动低至中电流范围内的横向PSJ-GaN的研发，同期也在开发用于汽车和工业机械大电流模块的垂直GaN，狡计于2030年运转量产。现时的研发阶段是“建树基本结构”，TCAD仿真确在进行中。

Hannuki默示：“这是一个充满挑战的打算，但既然咱们从事氮化镓（GaN）本事，我合计最终打算应该是垂直氮化镓。日本在氮化镓衬底筹商方面处于当先地位，咱们也在多个定约中就垂直氮化镓晶体的性格、直径增大的时机以及资本等问题进行征询。天然直径和资本尚未最终细目，但结构依然大约细目。现时唯独需要不雅察的是能否得手研制、良率怎样故及最终居品的性格，这不仅需要咱们公司里面的合作，还需要与产业界、政府和学术界的合作，但咱们将起劲已毕咱们的狡计。”

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