氮化镓功率器件的大规模应用始于2018年。氮化镓HEMT器件经过多年的发展，已广泛应用于快速充电器等应用中。当然，在此之前，氮化镓主要用于光电和射频领域。例如，蓝、绿、白光LED、蓝紫光激光器等，射频领域的大功率功放管，PA、氮化镓是MMIC等重要材料之一。 然而，如果我们关注功率领域，我们可以发现氮化镓和碳化硅的区别在于碳化硅市场上有两种装置：晶体管和二极管。目前，氮化镓的功率产品主要是HEMT，几乎没有氮化镓二极管产品。氮化镓常用于一些大功率电源适配器 碳化硅SBD组合HMET。 GaN SBD发展过程 但事实上，关于Gan SBD，甚至是Gan MOSFET等设备的开发行业也一直在研究，GaN SBD已经有厂家推出了相关产品。早在1999年，加州理工学院的Bandic等人就首次发表了关于Gann的声明 在SBD的研究论文中，他们研究了设备的基本结构，并制作了450V的击穿电压和4.2V的正导通压降GaN SBD。2001年，弗罗里达州立大学通过设置P型保护环和场景结构，将反向击穿电压达到1000V。 2007年，Velox与意大利半导体合作，首次使用GaNNN供电600V耐压电源 SBD产品推出市场，成为第一个商业Gan SBD产品。随后，Velox在2010年被PI收购，此时更多的制造商加入了Gann 在SBD的开发中。 早期，由于衬底片制造的限制，氮化镓器件大多在蓝宝石衬底上延伸Gan外延层，然后在外延层上制造器件。但蓝宝石是绝缘体，难以实现垂直导电结构。考虑到大电流通过的需要，GaN 大多数SBD也是平面结构。但随着材料技术的发展和理论研究的进一步完善，GaN SBD设备也取得了新的进展。2010年，日本Powdecc KK推出了垂直GaN SBD，采用特殊的蓝宝石衬底剥离技术，实现了600V以上的反向击穿电压、硅基电力电子设备100倍以下的通态电阻和50%的功率损耗。 即便如此，它也离Gan很远 SBD的理论性能相差甚远，GaN SBD在导通电阻、击穿电压等理论性能上明显领先于SIC SBD。在相同的耐压值下，GaN SBD的导电阻可以是SiC 十分之一的SBD。 2015年，松下宣布开发GaN 二极管可支持传统碳化硅二极管工作电流的四倍，其低开启电压的特性也支持二极管在低压下工作。松下提出了一种混合氮化镓二极管，具有p层（成型槽），并开发了一种可选择性去除n层上的p层的加工技术，以实现大工作电流和低开启电压，以及1.6kV的突破电压。 2021年，苏州晶湛半导体宣布开发Gan SBD击穿电压超过10kV，是全球历史报道中实现的最高值。美国弗吉尼亚理工大学电力电子技术中心晶湛（CPES）合作，采用晶湛的新型多沟AlGan/Gan异质结构外延片，以及PGan降低表面场技术（RESURF)。 通过MOCVD法在4英寸蓝宝石衬底上实现单连续延伸，无需二次延伸。由于采用廉价的蓝宝石衬底和水平设备结构，设备的制备成本远低于碳化硅类似产品，导电阻率远低于10kV耐压SiC SBD。2022年，基于硅基氮化镓材料，苏州纳米所成功开发了1200种材料 Vpn结功率二极管，采用垂直结构。2023年，国内氮化镓IDM厂商宇鸿锦还发布了三款Gann，电压为50V/100V SBD产品具有开启电压低、损耗小、导电阻率低、成本低、温漂小、高温稳定性好等优点。 Gan在功率二极管方面仍有巨大的应用潜力，但商业应用进展缓慢，没有大规模应用。还有许多问题需要解决，特别是大功率设备散热和可靠性问题。