射频原理

展望 GaN 的美好未来

GaN 才刚刚开始一段漫长而富有成效的旅程。尽管近年来已经取得了长足进步，但与硅或 GaAs 相比，GaN 仍是一项相对年轻的技术。随着 GaN 技术的不断发展，GaN 在新的和现有的应用领域中越来越受欢迎。

随着 GaN 广泛应用于各种射频应用领域，其市场增长将继续加速。军事雷达、电子战和无线通信应用的需求是其增长的主要推动因素。但由于 GaN 具有许多系统级优势，越来越多的现有应用和新应用开始使用 GaN。以下是其中一些应用 ： 

数据中心

由于云计算的大规模发展，数据中心也在不断扩展。这些数据中心会消耗大量的能源，因此降低能耗是当务之急。通常在数据中心，干线电压是分步骤进行转换的 ：首先，从 48 V 转换到 12 V，然后从 12 V 转换到低至 1 V。由于 GaN 具有较高的开关速度、小巧外形和高效率，数据中心设计人员可以使用 GaN DC 功率晶体管直接从 48 V 转换到 1 V。这种直接转换能力可节省能源，并减少复杂性。

汽车

电动汽车 (EV) 使用 GaN DC 功率晶体管的方式有许多。功率密度更高的电池、效率更高的电机和车载充电器的组合有助于减少车辆质量，从而实现更大的行驶里程。EV 系统开发人员开始用 GaN 取代硅晶体管，以满足更高效、更快速和更高功率系统的增长趋势。GaN 具有更快的开关速度和热管理性能，从而可为 EV 提供外形更小巧、成本更低、散热性能更出色的解决方案。

无线充电

无线充电开始扩展到智能手机应用领域之外，且即将在我们的家庭中普及。此外，无线充电也开始集成到汽车和医疗设备中。这些应用均使用 GaN 晶体管。 

电源适配器

多年来，硅开关技术的改进实现了直流电源设计的许多进步。然而，硅即将达到其物理极限。因为 GaN DC 功率晶体管的启动速度比硅更快速，所以它们能够减少损耗，同时提高开关速度。因此，制造商们希望 GaN 能够帮助设计人员实现尺寸减小、效率提高和功率增加等改进。

医学

医疗设备制造商开始在 X 光机和磁共振成像 (MRI) 机中使用 GaN 技术。使用 GaN 不仅可以缩小尺寸，还具有其他优势。使用 GaN 的 MRI 机的分辨率可以提高 10 到 100 倍，使医疗专业人员能够以更低成本更早且更准确地发现癌症和其他疾病。

高能射频也开始出现在用于治疗恶性肿瘤的射频消融 (RFA) 设备中。在这种方法中，可在超声波、MRI 或 计算机断层扫描 (CT) 的引导下将 RFA 探针插入肿瘤中。利用高频电流，这种探针会产生极高的温度，从而杀死特定区域内的肿瘤细胞。死亡的细胞不会被移除，而是变成疤痕组织随着时间的推移而萎缩。

无线手持设备

GaN 在军用 EW 手持无线电中的应用已有许多年的历史。它可提供在恶劣的军事环境下所需的功率、高频、宽带宽和可靠性。随着 5G 和 mmWave 的出现，如今电信运营商需采用一种能在商用手持设备上实现一些相同功能的技术，包括高频段操作、大带宽和大数据容量。如今，我们可以使用 GaN 来满足这些组合需求。

科学应用

GaN 开始帮助推进用于研究、集成电路制造和其他前沿应用（如 5G 测试和测量）的技术。例如，它开始用于粒子加速器和化学气相沉积 (CVD) 系统之中。

CVD 是一项生产高质量固体薄膜和涂层的技术，与使用物理气相沉积技术的蒸发和溅射方法相比，它更具优势。用于合规前测试和故障排除的电磁兼容性 (EMC) 测试设备部署的 GaN 可提供高功率和宽带宽，以满足 5G 产品认证需求。

航空应用

在航空应用领域，GaN 的低功耗、小尺寸、高功率、高可靠性和耐辐射性都极其重要。与其他需采取特殊屏蔽措施的技术不同，GaN 对辐射的天然免疫力使其成为应对恶劣航空环境的最佳技术。

《GaN 技术》系列

GaN 技术（一）开拓 GaN 技术市场

GaN 技术（二）深入了解 GaN 技术

GaN 技术（三）使用 GaN 进行系统和器件设计