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| 與傳統矽基電源裝置比較，GaN 功率元件最大的優點是可以提升系統之能量轉換效率，減少能量的損失，特別是容易切換到更高的工作頻率，使其成品可以有更小的尺寸、更輕的重量，因此LED磊晶龍頭晶元光電 (Epistar）看好GaN功率元件的潛在市場動能。(圖片來源:晶元光電) |
晶電研發GaN功率元件應用於消費性電子市場
以實現三五族半導體無限可能為目標的晶元光電，近年投入GaN功率元件的開發並獲得初步成果。由於GaN材料具有高崩潰電場、高溫環境下操作、高電流密度等特色，因此可以輸出更多電流、承受更高電壓，與傳統矽基電源裝置比較，GaN 功率元件最大的優點是可以提升系統之能量轉換效率，減少能量的損失，特別是容易切換到更高的工作頻率，使其成品可以有更小的尺寸、更輕的重量，因此LED磊晶龍頭晶元光電 (Epistar）看好GaN功率元件的潛在市場動能。
GaN 功率元件的材料特色與應用市場
晶電負責GaN功率元件的研發團隊表示，GaN功率元件的開發已經有相當的成果，目前可以在數百伏的高壓電下運作，同時抗熱能力已經達到攝氏150度，足以讓消費性電子應用終端市場運用。晶電總經理室特助劉家呈表示，消費性電子產品大都使用100V到220V的市電，甚至有些區域是需要使用高達265V的市電，晶電研發的GaN功率元件可以讓終端產品更容易在這樣的市電環境下使用。
晶電研發中心研發二處研發部專案處長李鎮宇博士指出，GaN材料最大的特點是GaN是寬能隙的半導體材料，因此能夠承受較高的崩潰電壓，除此之外，GaN材料對溫度敏感度較低，可在高溫下操作，這兩點都比矽基功率元件有優勢。目前晶電會先嘗試將GaN功率元件使用在較小功率的電源裝置上，因為一來可以了解GaN功率元件在系統上可能面臨的問題，二來可以為GaN功率元件進入更高功率應用做準備，晶電認為GaN材料最終還是會往更高功率的裝置上應用。
更低的系統成本與更有彈性的使用方式
晶電目前正與台灣的大學進行合作開發，在較小瓦數的電源供應器上面進行驗證。晶電總經理室特助劉家呈表示，晶電希望在生產電源供應器的製程中，以新型的GaN功率元件取代矽基功率元件。不過在製造GaN功率元件時，最大的瓶頸就是GaN材料沒有適合的單晶基板，因此需要仰賴異質磊晶技術在矽基板上成長，再加上GaN與矽存在很大的材料差異，這樣的難度替這個技術設定了較高的進入門檻。
儘管如此，晶電的研發團隊認為，生產單一GaN功率元件的成本雖然比較高，但就系統面來看，整體電源裝置的成本應該會顯著的降低。例如GaN功率元件可以增加工作頻率，從原本的62.5 KHZ提高到100 KHZ，甚至高達1MHz，因為GaN具有高頻操作的特性，整合式的Driver可將其他被動元件如線圈、電容做小。所以雖然在單顆功率元件上比較貴，但因為省去其他電容、電感等元件的體積，總成本有下降的空間。
