產品應用多面性

氮化鎵是半導體領域后起之秀中的“六邊形戰士”，綜合性能全面，而射頻應用作為氮化鎵 的“王牌分支”，憑借出眾的“高頻、高功率、高效率、抗造”性能表現，在高頻高功率場景中讓傳統硅基、砷化鎵器件難以匹敵，打破這二者功率密度偏低的固有局限，在5G/6G通信、國防安全、衛星導航、工業制造等關鍵領域掀起技術革命，成為支撐高端產業升級的核心基石。

射頻領域

這個領域的氮化鎵晶圓以碳化硅襯底為主，硅基為補充，主要依賴高頻、高功率密度、低功耗優勢。

具體應用在以下產品：

5G基站的功率放大器、濾波器；

衛星通信中的星載射頻載荷、地面站收發器；

國防與航空航天中的軍用雷達、電子對抗、無人機通信、導彈制導系統；

以及消費級的高端手機毫米波天線、WiFi7路由器、車載雷達等。

功率電子領域

功率電子領域的氮化鎵晶圓以硅基為主，滿足高效、小型化、節能的需求。

具體應用在以下產品：

新能源汽車車載OBC、DC-DC轉換器、逆變器；

充電樁中的200-1000kW直流快充樁、隨車充；

數據中心與算力基礎設施中的服務器電源、UPS不間斷電源、AI算力卡電源模塊；

工業與能源中的10-1000kW光伏逆變器、儲能變流器、工業電機驅動、軌道交通牽引變流器；

消費電子中的快充、LCD 背光驅動、電子煙、空調壓縮機、冰箱逆變器等。

光電子領域

光電子領域以氮化鎵基化合物半導體為主，具有直接帶隙可調、覆蓋波段廣、發光效率高、響應速度快的優勢。

可應用于以下產品：

通用照明、LCD電視背光顯示、手機屏幕背光顯示、車用照明、Mini/Micro LED顯示；

激光投影、激光雷達、光纖通信；

紫外殺菌、紫外傳感、3D打印、PCB制造；

光纖通信接收端、紅外熱成像、生物傳感、環境監測等。

另外在量子計算、生物醫療、氫能電解槽、太空探索等領域都有巨大的增長潛力。

當前的主流技術路線

從襯底材料來看，氮化鎵器件主要有四種類型，分別是硅基氮化鎵(GaN-on-Si)、藍寶石基氮化鎵(GaN-on-Sapphire)、碳化硅基氮化鎵(GaN-on-SiC)、氮化鎵基氮化鎵(GaN-on-GaN)。

其中，硅襯底成本僅為碳化硅的1/10，且可直接利用現有8英寸硅晶圓產線，硅基氮化鎵（GaN-on-Si）因此成為最具成本優勢的技術路線。 目前，市面上主要的氮化鎵器件企業都采用了 GaN-on-Si技術方案。

晶圓特性及切割要點

藍寶石襯底，憑借化學穩定性好、成本適中的優勢，一度成為 LED 芯片的主流選擇，但是因為兩種材料晶格失配率，切熱導率低，氮化鎵外延層易產生裂紋，易產生熱量堆積，目前僅用于中低端 LED、小功率射頻器件。在切割過程中需要特別注意藍寶石襯底硬度極高、脆性大、且散熱能力差的特點，考慮分步切割，并控制切割速度。

硅襯底，莫氏硬度約為6.5，加工難度低，熱導率高，散熱效果較好，但外延層易因熱失配產生翹曲。需對設備定期進行校準減少振動，避免振動導致外延層與襯底剝離。切割時可以采用中等進給速度，搭配常規冷卻液，保持冷卻液流速穩定。

碳化硅襯底，碳化硅莫氏硬度極高，散熱性也極強，針對導電型 SiC 襯底，切割時要注意避免劃片刀摩擦產生局部放電，可通過優化冷卻液絕緣性減少放電影響?？刹捎梅植角懈?，注意控制切割深度和進給量，避免產生過大應力，保證切割精度。

氮化鎵同質襯底，因為長晶難度大，晶圓直徑小切厚度薄，成本極高，目前市面上比較少見。

具體切割方案歡迎咨詢西斯特硬刀應用團隊。

西斯特科技

深圳西斯特科技有限公司 (簡稱西斯特SST) ，以“讓一切磨削加工變得容易”為主旨，倡導磨削系統方法論，2015年金秋創立于深圳，根植于技術創新的精神，屹立于創造價值、追求夢想的企業文化。

基于對應用現場的深度解讀、創新性的磨具設計和磨削系統方法論的實際應用，西斯特秉承先進的磨削理念，踐行于半導體、汽車零部件等行業，提供高端磨具產品以及“切、磨、鉆、拋”系統解決方案，在晶圓與封裝基板劃切、微晶玻璃和功能陶瓷磨削、汽車零部件精密磨削等領域應用廣泛。

西斯特科技曾先后獲得國家高新技術企業、深圳市專精特新企業等稱號，始終以先進的技術、創新的產品、優質服務的理念，引領產業革命，創造無限可能。