需求是发明之母，汽车制造商可能很快就会从担心硅芯片短缺，转而为替代技术的进步而兴奋不已，而我们其他人则在探索氮化镓（GaN）到底是什么。

到2025年左右，GaN技术将推动电动汽车的销售，提升续航里程和充电体验，让普通车主更容易接受这一概念。

Navitas半导体公司与氮化镓系统、Power Integrations、德州仪器、英飞凌和意法半导体等其他公司一起表示，GaN将为下一代半导体奠定基础，并将有助于加速电动汽车、电动摩托车和电动自行车的普及。这不仅仅适用于汽车行业。

Navitas在一份投资者报告中说：“下一代（GaN）功率半导体平台体积小3倍、重量轻3倍、充电速度快3倍，节能40%，在移动、消费、企业、可再生能源/太阳能和电动车/电动汽车领域，131亿美元（约人民币848亿元）以上的GaN电气化机会中处于市场领先地位。”

那么什么是GaN呢？它通常是铝土矿冶炼成铝或矿石加工成锌的副产品，因此具有较低的提取和精炼碳足迹。

“每年镓的产量超过300吨，估计全世界的储量超过100万吨。由于它是加工副产品，成本相对较低，约为300美元/公斤（约人民币1941元/公斤），比黄金（约6万美元/公斤，折合人民币69万元/公斤）低200倍。”

据弗若斯特沙利文咨询公司称，由于GaN的高效率和高电压性能，它是电视、手机、平板电脑、笔记本电脑和显示器高分辨率彩屏背后的实现技术。

“在汽车行业，氮化镓正在成为混合动力和电动汽车电力转换和电池充电的首选技术。基于GaN的电力产品也越来越多地出现在太阳能发电装置、电机驱动和其他工业应用的电力转换计划的投资者中。”沙利文公司在一份报告中称。

“氮化镓技术转化为更高的充电效率，因此更多的电力被输送到电池中，充电速度更快，而不是将能量作为热量消耗掉，从而使充电器升温。此外，更快的切换速度意味着充电器可以以更小的体积和重量为电池提供更多的电力，因为储能无源组件可以大大缩小。”

这不仅使半导体的尺寸最小化，而且减少了主变压器、滤波组件、输出电容器和散装电容器的体积。

Navitas营销主管斯蒂芬·奥利弗（Stephen Oliver）表示，目前汽车行业硅芯片短缺的原因是汽车电子产品的数量每年都在增长。但硅芯片不仅容易受到供应变化无常的影响，它们的技术能力也已达到极限。

“然后就出现了GaN，下一代硅，新一代的产品。它的运行速度比硅快100倍，不会损耗能量，而且随着速度的增加，它更轻、更小、更便宜。这是手机的第二次革命，充电速度提高了3倍，不久电动车也将如此。如果你看看制造过程，这种芯片要小5倍，这意味着每次你做一个晶圆时，它要小5倍，这意味着你可以得到5倍的数量。”奥利弗在接受采访时说。

奥利弗说，由于手机充电器的大小和重量的巨大差异，组件设计必须完全改变，一个手机充电器的重新设计大约需要6到7个月的时间。

“它不能立即帮助汽车世界，但我们将在2或3年后看到结果。到2025年和2026年，最大的市场将是电动汽车，这不是一个快速的解决方案，但这会放大好处。这意味着电动汽车充电更快，而且因为你可以把东西做得更小，所以车内的充电器可以小3到4倍。我们正在与特斯拉、宝马等制造商以及法雷奥、马瑞利和博世等供应商合作。”奥利弗表示。

沙利文公司分析师苏吉斯·温尼克里希南（Sujith Unnikrishnan）表示，GaN技术的使用将是电动汽车普及的一个关键因素。

“在选择用于电力系统和电动汽车零部件的半导体时，需要选择带隙更宽的材料。氮化镓具有更宽的带隙，是一种很有前途的高功率应用技术，与硅基系统相比，它可以小3倍。电动汽车中的氮化镓动力系统可以实现更快的充电和更长的续航里程，使制造商能够克服广泛采用电动汽车的障碍。因此，制造商可以使用GaN开发更高效、更可靠的充电系统，这将是未来的游戏规则改变者。”温尼克里希南在一封电子邮件中说。

温尼克里希南表示，大型元件制造商确实在大力研究以GaN为基础的产品。他说，小型化是驱动芯片发展的下一个趋势，氮化镓和碳化硅将成为它的垫脚石。

“在电动汽车领域，基于GaN的半导体在电动汽车电池充电器、直流调压转换器、牵引逆变器和无线充电方面发挥着关键作用。动力总成组件、激光雷达系统、用于显示的微型LED、音频系统和汽车毫米通信系统的快速发展将很快成为全球趋势。”温尼克里希南表示。

与目前的逆变器相比，氮化镓系统可以将电力电子产品的重量和尺寸减少三分之一，逆变器的效率可以提高70%以上。

专家指出，在涡轮增压芯片市场上，氮化镓和氧化铝等也有可能成为竞争对手。

但Navista的奥利弗似乎对GaN深信不疑。

“与目前的芯片技术相比，我们的芯片将更小5倍，使用少5倍的能源，排放少5倍的二氧化碳。GaN可以以3倍的速度给电动汽车充电，这将使人们更有可能购买更轻、更便宜的电动汽车。氮化镓的使用将加速电动汽车的普及，这将给世界带来巨大的好处。”