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三垦电气正揣度全面膺惩氮化镓（GaN）功率器件商场，该商场瞻望将快速增长，主要汇注在浪费电子、汽车和东谈主工智能处事器鸿沟。瞻望到2023年，商场范畴将达到400亿日元，到2029年将达到3000亿日元。尽管竞争日益浓烈，但该公司正致力于凭借其特等的横向GaN期间脱颖而出，该期间可竣事高耐压性和低老本，并揣度在2030财年竣事垂直GaN的量产。

三垦电子在氮化镓（GaN）器件研发鸿沟领有进步20年的悠久历史。该公司最初从蓝色LED起步，并在2000年附近运转研发硅基氮化镓（GaN-on-Si）功率器件。2015年附近，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相结合的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暗示，但商场需求慢慢下跌，并于2023年附近罢手分娩。至此，硅基氮化镓HEMT器件的研发似乎一经告一段落。

但是，氮化镓功率器件商场是一个蕃昌发展的商场，瞻望将从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年中期规画揣度（2024财年至2027财年）告示，公司将专注于化合物器件这一新兴期间鸿沟的基础研发，并积极投资于畴前的增长。该揣度明确了其计谋目的，即通过与外部合作伙伴的市欢，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。

氮化镓器件商场增长预测（商场预测基于Yole Group和Sanken Electric的研究）开头：Sanken Electric

该公司揣度通过创造结合从 Powdec 收购的期间与自身多年来积存的期间和专科常识的新开辟，来与竞争敌手别离开来，并膺惩竞争日益浓烈的氮化镓商场。

Hankan暗示：“在硅鸿沟，主流期间一经从高压平面MOSFET转向超结MOSFET。起始，东谈主们合计超结MOSFET老本过高，但价钱飞速下跌，当今已被平素应用。我合计氮化镓也处于近似的阶段。若是咱们当今不遴选行动，我合计咱们将靠近一个风物，即使是自后者也无法赶上。”

通过收购 Powdec 公司得到的 PSJ 期间

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）期间。传统的GaN HEMT存在电压胁制和电流垮塌（开关历程中电流难以流动的酣畅）等问题，这些问题是由电场汇注引起的。PSJ结构运用GaN/AlGaN/GaN异质结的极化本性，保执栅极和漏极之间的电场强度恒定，从而扼制电场汇注。这不仅易于竣事高电压电阻，况且还具有通过减少电流垮塌来扼制导通电阻增多的上风，并允许减弱栅漏破绽，从而镌汰导通电阻。

在收购之前，三垦电气自2023年起就已与Powdec开展聚会研发，并阐述了高压横向氮化镓（横向PSJ-GaN）期间的可行性。对于这次收购的原因，该公司证明说：“咱们合计收购Powdec是加速研发的最好阶梯，目的是尽快竣事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，该公司揣度于2026财年运转量产用于白色家电和浪费电子居品的低电流GaN电源IC，并于2028财年运转量产用于白色家电和工业开辟的中电流IPM。

除了咫尺主流的 650V 氮化镓功率器件电压外，该公司还揣度开发更高电压的居品，举例 900V、1200V 和 1700V。Hannuki 暗示：“蓝对峙和 PSJ 结构在高压鸿沟冒昧进展其上风。硅器件的极限电压可能在 900V 附近。咱们瞻望，畴前工业和汽车应用鸿沟对 1200V 和 1700V 器件的需求将会很高，而这些器件唯有蓝对峙智商竣事。咱们看到了这个鸿沟的刚劲商场后劲，并有契机参与竞争。”

氮化镓器件开发——量产认识。开头：三垦电气

另一方面，在这一鸿沟，氮化镓将与碳化硅（SiC）器件伸开竞争。对于这小数，他暗示：“咱们咫尺正在里面研究，但畴前咱们会奋勉竣事各异化。”他强调：“若是咱们冒昧充分运用氮化镓的本性，咱们校服不错竣事与碳化硅格外甚而更优的性价比。”

蓝对峙衬底有哪些上风？

氮化镓器件老本的主要影响身分之一是晶圆价钱，而三垦电气继承了比市面上主流硅衬底更崇高的蓝对峙衬底。这是因为蓝对峙当作一种绝缘材料，不错运用PSJ结构竣事高击穿电压；而对于硅基氮化镓器件，尽管硅衬底自身价钱便宜，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老本很高。

PSJ期间特色。开头：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）在硅衬底上制造相易击穿电压的器件时，缓冲层必须相配厚。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。蓝对峙的物感性质与GaN相配相似，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，而蓝对峙衬底仅需约1μm厚。

Hannuki证明说：“即使耐压值提高，这小数也不会蜕变。蓝对峙衬底是绝缘材料，其上风在于只需约1微米的厚度即可达到任何耐压值。” 通过使用蓝对峙制造薄缓冲层，他们追求的是性价比。“咱们校服咱们冒昧在价钱上与竞争敌手抗衡。”

对于蓝对峙衬底自身的价钱，他暗示：“蓝对峙的分娩风物自身并不难，况且我外传价钱不错凭证产量镌汰。接头到这小数，我校服一朝咱们运转销售，衬底价钱也会跟着产量的增多而下跌。”

集成特等驱动IC

Hannuki强调“单靠GaN器件自身无法很好地驱动这些器件，驱动IC的期间与功率器件自身同等伏击，甚而更为伏击。”该公司揣度开发冒昧充分进展横向PSJ-GaN本性的驱动IC，并将其与电源IC和IPM相结合，为客户提供易于使用的处分决议。

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结合使用，并封装在一个成心开发的驱动器中。“无需复杂的治愈，即可像传统IC同样成就为开关电源，从而竣事最高后果。”该公司暗示。

PSJ-GaN 内置电源 IC。开头：三垦电气

将咫尺正在开发的继承 PSJ-GaN 期间的非远离式降压转机器 IC 与现存的 Si MOSFET 居品进行相比，其额定电压从 750V 进步至 1400V，导通电阻镌汰至蓝本的四分之一，即 0.45Ω，功率后果进步 1.5 个百分点至 84.4%，同期尺寸减弱至蓝本的八分之一（SOIC8 封装对比 DIP8 封装）。该公司咫尺还在开发继承 PSJ-GaN 期间、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。

该公司还暗示，正在奋勉开发常关型 PSJ-GaN，尽管仍有一些期间勤苦需要克服。

垂直氮化镓 (GaN) 期间面向汽车和工业机械的高电流应用鸿沟

三垦电气正在鞭策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，揣度于2030年运转量产。咫尺的研发阶段是“建造基本结构”，TCAD仿真真实进行中。

Hannuki暗示：“这是一个充满挑战的目的，但既然咱们从事氮化镓（GaN）期间，我合计最终目的应该是垂直氮化镓。日本在氮化镓衬底研究方面处于最初地位，咱们也在多个定约中就垂直氮化镓晶体的本性、直径增大的时机以及老本等问题进行研究。固然直径和老本尚未最终详情，但结构一经轻佻详情。当今惟一需要不雅察的是能否收效研制、良率如何以及最终居品的本性，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，但咱们将奋勉竣事咱们的揣度。”

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