作者高關中（德國漢堡）2020/4/14近來，在發布全球疫情數據時，如累計確診病例以及國別疫情等，很多媒體都會採用霍普金斯大學的數據，那麼霍普金斯大學在哪兒呢？這裡就介紹一下，該校的所在地──巴爾的摩（Baltimore）。早年我去過這座城市，可惜當時沒有數碼照片，因此只發遊記。就像北京以天津為外港一樣，華盛頓也有一個外港，這就是巴爾的摩，在華府東北50公裡。這座港市位于切薩皮克灣西北岸，面積209平方公裡，人口70.3萬，大市區則有人口246萬，為馬裡蘭州第一大城，是美國有數的外貿大港。巴城雖是華盛頓的外港，資格卻比後者老得多。早在1729年，當華盛頓還是一片荒野的時候，在帕塔普斯科河口，就已建立城鎮，並以馬裡蘭殖民地的領主巴爾的摩男爵的封號作為市名。獨立戰爭爆發前，巴城已成為出口煙草谷物的繁榮港市和造船中心。當時，此地所造的帆船，

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裝有各種組合的縱帆和橫帆，活躍在大西洋上，速度極快，被譽為巴爾的摩快帆船（Baltimore Clipper），在航海史上赫赫有名。港口是巴城的命脈。由于切薩皮克灣的關系，它深入內地近300公裡，而海輪卻暢通無阻。如此深入內陸的海港在世界上並不多見。而且，它背靠華盛頓，直通中西部各州，經濟腹地非常廣闊，因而航運十分繁忙。港灣自然條件也很好，潮差小，

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航道深，冬季不結冰。碼頭岸線總長70公裡。海輪泊位有200多個。裝卸和倉庫設施均已現代化，港口年吞吐量在四五千萬噸以上，成為大西洋西岸的要港。出口貨物以煤炭、鋼鐵和谷物為大宗。進口則以鐵礦石、石油以及香蕉、咖啡等熱帶產品為主。從高速公路乘車接近港區時，老遠就能望見那一座座高大的裝卸橋，一排排整齊的集裝箱，一堆堆小山似的散貨、黑的是煤炭，紅的是鐵砂，給人的印象十分深刻優良的港門必須具備優良的運輸和通訊條件。在這方面，巴城總是走在前列。早在1827年，這裡鋪設了美國第一條鐵路，成為通往中西部的大門。當年的火車站（Mount Clare Station）如今改為鐵路博物館，以志紀念。1844年，此地和華盛頓之間的電報線路設置完畢，

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5月24日，巴城收到莫爾斯（1791-1872 ）發出的人類歷史上第一份長途電報：“上帝創造了何等的奇蹟！”（What hath God wrought！）。其實，這哪裡是上帝的功勞，這是美國發明家為人類作出的一大貢獻。今天，三條鐵路線、多條州際公路和環城高速公路均通達港區，

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構成港市對外聯系的陸上交通網。城南16公裡建有巴爾的摩──華盛頓國際機場，市內還通了地鐵。便捷的交通有力地促進了港城的發展。巴城不僅是工商大埠，也是文化都會，僅聯邦研究機構就有61家，大專院校30餘所。著名的霍普金斯大學（John Hopkins University）創辦于1876年，由當地富商霍普金斯捐資700萬美元而成。它建校伊始，就特別強調科學研究，首開研究生班，美國高校的研究生制度就從這裡開始了。該校的醫學院和醫院，為聞名世界的醫學中心。另外，馬裡蘭州立大學在此地也建有分校。該市還擁有許多文化場所。沃爾特斯藝術陳列館（Walters Art Gallery）是美國收藏品最豐富的藝術館之一，藏有從古埃及到20世紀初期的藝術品2.5萬件。巴爾的摩藝術博物館（Baltimore Museum of Art）則以陳列歐美各國的繪畫和雕塑著稱。該市城區環繞帕塔普斯科河口展開。市內反映美國早期歷史的舊蹟甚多，有“不朽城”之稱。芒特弗農廣場上高聳著華盛頓紀念碑（Washington Monument），高約50米，碑頂站立著華盛頓的全身像。紀念碑于1829年落成，為全國奉獻給開國元首的第一座大型紀念碑。其南不遠是美國最早的天主教大教堂，名為Basilica of the Assumption，1821年舉行完工後的奉獻禮。市西的愛倫坡故居（Edgar Allan Poe House）是美國詩人愛倫坡（1809-1849）居住過的一座窄小的雙層磚房，現供遊人瞻仰憑吊。附近的列克星敦市場（Lexington Market〉是一座特大的食品市場，一個屋頂下設有130家攤檔，水果蔬菜、肉類海鮮、風味小吃應有盡有。這個市場已有200多年歷史，當年華盛頓、傑斐遜都曾慕名來過。在這裡，你可以品嘗到當地特產──味美汁鮮的切薩皮克灣螃蟹和牡蠣。然而，巴城最吸引遊人的還是內港（Inner Harbor）遊覽區。它本是舊日的碼頭，經過修整翻新，改造為觀光、娛樂和購物區，成為老市區復興的一個典範。我們不妨登上建築大師貝聿銘設計的世界貿易中心大廈（World Trade Center），一睹內港新貌。看，週圍新建的高樓大廈，如群峰攢聚，頗有曼哈頓的氣派。水面成了遊艇、帆船和腳踏船的世界。3號碼頭上，一棟頂部成玻璃金字塔的新奇建築，格外引人注目，它就是當今巴城第一名勝──國家水族館。國家水族館（National Aquarium）建于1981年，共有5層展廳，設有好幾個巨大的水池水櫃，展出5000多號水生生物。館內採用先進技術，能使觀眾在參觀時有一種在海底漫遊、與魚蝦為伍的感覺，堪稱是一座向人們展示水生世界奧秘的“水晶宮”。館內分兒童海灣、開闊海洋、珊瑚世界、熱帶雨林和海豚館等好幾個展區。遊人可沿自動步道盤旋而上，欣賞那看不盡的珍奇異物，海星、閃光魚、大鯊魚、巨蜥、海豹……，使人目不暇給。在參觀過程中，還會聽到鯨魚求偶的歌唱、海鳥覓食的啁啾，海浪有節奏的拍岸聲，甚至還有海蟹行走的沙沙聲，使人感到自己似乎置身于一個神奇的世界。每天，來自世界各國和美國各地的觀眾絡繹不絕。在這座“水晶宮”裡，人們不僅可以飽覽海底景色和動物奇觀，還可以學習到許多生物學知識。水族館對面停泊著一艘三桅戰艦“星座號”（Frigate Con- stellation）。它是美國立國之初的戰艦之一，1797年在巴城下水，曾在海上屢建奇功。退役後，回到它的最初啟航地，供遊人參觀。說到軍事，還應該提一提巴城的戰略地位。它不僅是華盛頓的外港，也是拱衛京城的要地。城南5公裡的麥克亨利堡（Fort McHenry）曾在第二次英美戰爭期間，作為前哨陣地抗擊英軍。它建在一個小半島上，是個平面成五角星狀的要塞，扼進港要道。1814年，英國艦隊直撲麥克亨利堡，晝夜猛轟，妄圖摧毀此堡。當時，有一位名叫弗朗西斯·斯科特·基的美國律師，乘船到英艦交涉釋放被扣留的美國平民。他通宵目擊了英軍砲轟麥克亨利堡的經過，憂心如焚。次日早晨，當他透過濃霧看到美國國旗仍在要塞上空獵獵飄揚，激情滿懷地寫下了《星條旗》（Star Spangled Banner）這首詩。其中第一段如下：O say can you see by the dawn's early light哦，你可看見透過一線曙光，What so proudly we hail'd at the twilight′s last gleaming，我們對著什麼發出歡呼的聲浪？Whose broad stripes and bright stars through the perilous fight誰的闊條明星，冒著一夜砲火O′er the ramparts we watch'd，were so gallanty streaming？依然迎風招展，在我軍碉堡上？And the rocket's red glare， the bomb bursting in air，火砲閃閃發光，炸彈轟轟作響，Gave proof through the night that our flag was still there，它們都是見證，國旗安然無恙。O say does that star-spangled banner yet wave你看星條旗不是還高高飄揚在這O′et the land of the free and the home of the brave？自由國家、勇士的家鄉？詩歌發表後，很快不脛而走，並配上曲譜，

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流傳全國，後來被正式定為美國國歌。今天，麥克亨利堡已被闢為國家紀念地和歷史聖地。要塞中央，高高的旗桿上，依然迎風飄揚著永不落的星條旗。相關專題：遊記汪鍊成 20200415全文觀點：1. 半導體照明，不僅僅需要“照得更亮”，也需要“照得更好”！克服目前半導體照明光譜缺失和藍光潛在危害、調制速率慢、顯色指數和發光效率trade-off等挑戰和問題，發展探索新型高質量、智慧半導體照明還存在很大空間。2. 受益于新冠疫情帶來的對紫外殺菌消毒較大市場需求驅動，AlGaN基深紫外LED器件技術將快速進步，不亞于半導體照明的殺菌消毒廣大市場將徐徐開啟。3.GaN 快充將緩解 “出差族”、“遊戲族”“低頭族”等電量頻頻告急的窘迫和焦慮，也對儲電寶、電霸等產業造成衝擊。隨著5G大容量數據對電子產品電量的加劇消耗，GaN 快充將成為消費電子更加緊密的“護航使者”。4. LED因其高效環保體積小的特點，取代CCFL作為LCD的背光源。Mini-LED主要也是作為LCD的背光源，是8K高清的選擇。GaN基藍光激光器是激光顯示的核心光源器件。海信目前也把激光電視下拉到75英寸，雄心勃勃要在“核心尺寸段”規模市場撬開屬于傳統液晶電視的領地空間。激光電視和液晶顯示的貼身肉搏戰已經打響。5. 基于PLC的VLC、VR/AR、UVCLED殺菌除塵機器人在智慧家居中有潛在重要應用。 2019年末開始到現在國內還未完全平息，國外愈演愈烈的新型冠狀病毒肺炎（國際命名為COVID-19）疫情對社會的生產生活造成巨大的危害和影響。而在微觀層面，新冠疫情也勢必對人們工作和居家生活的理念、態度和習慣帶來改變，“疫後時代”呼喚更綠色健康、更衛生幹淨、更智慧便捷、更溫馨和睦、更注重質量、兼容學習工作鍛鍊和娛樂的家居生活。前兩篇寫了第三代半導體在“新基建”和“新國防”中的應用，這一篇就姑且稱之為“新民生”吧。“新基建”更多體現在如5G基站、特高壓、軌道交通等具有公共屬性的設施，本文“新民生”將更注重在更私人屬性的家居環境和設施。第三代半導體在“新民生”應用廣泛。設想某普通一天的場景：傍晚結束一天的工作，在回家路上遠程控制自動將家裡空調開啟並調至適當的溫度，電飯鍋和烤箱也開始工作；回到家在溫馨燈光下全家其樂融融共聚晚餐，飯後機器人洗碗掃地殺菌，在ipad Pro上玩會“抖音”或微信，手機沒電了去充電，並打開電視觀看新聞；天氣有點冷，于是戴上VR頭盔，瞬間到了馬爾代夫的沙灘，那裡陽光正好；南方的天氣太潮，于是把拖鞋、毛巾、牙刷等放在專用烘幹殺菌架子上……以上種種場景無不涉及到第三代半導體：GaN基LED半導體照明燈具，Mini-LED背光屏幕的ipad Pro，GaN基激光器的激光電視，GaN HEMT電子器件的快充，Micro-LED顯示的VR/AR頭盔，AlGaN基深紫外LED殺菌消毒，可見光通信智能控制系統……半導體照明。看起來比較“高冷”的第三代半導體其實早已經走進了千家萬戶和日常生活，功臣當然首指半導體照明。照明是人們生活的最基本需求，從戰國時“蘭膏明燭”的動物油燈，

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到漢朝時“何當共剪西窗燭”“日暮漢宮傳蠟燭”的蠟燭，從囊螢映雪到鑿壁借光，從煤油燈（小時候用過很長一段時間煤油燈，看書的時候還有次燒了頭發─安全照明很重要）到愛迪生的白熾燈（小時候有次摸黑換燈泡，把手誤插到了燈泡接頭裡），從到現在還廣泛使用的“存量”熒光燈到節能燈，一直到基于半導體的固態照明。照明產品伴隨人類歷史發展，照明技術和產品一定程度上反映了當時的生產力和生產水平。現在普及的半導體照明，技術原理很簡單，將黃色熒光粉塗敷在GaN基LED芯片上，後者發出的藍光將激發熒光粉發出黃光，多餘的藍光和黃光混合便得到白光。半導體照明主要受限制于GaN基LED的效率。2014諾貝爾物理學獎得主授予了S. Nakamura錛 Amano等三位日本科學家，他們通過兩步法生長和高溫退火解決了GaN基LED材料生長和p型摻雜兩個難題，LED的效率于是得到顯著的提升。GaN基LED的技術進步極大促進了半導體照明技術發展。半導體照明燈具制造基本流程為外延、芯片制程、封裝，然後模組化成燈具。從2003年科技部和中科院指導下成立國家級研發聯盟（國家半導體照明工程研發及產業聯盟）和平台（中國科學院半導體照明研發中心）開始，我國半導體照明科研和產業在這快20年時間都到了加速發展。據《第三代半導體產業發展報告(2019)》，2019年半導體照明產業產值已到約7500億（包括庫存和上下遊重疊產值）。科研方面，相關團隊獲得多項國家級的科技獎項，包括中國科學院半導體研究所李晉閩研究員團隊的“低熱阻高光效藍寶石基GaN LED材料外延及芯片技術”項目獲國家科學技術發明二等獎，“高光效長壽命半導體照明關鍵技術與產業化“項目獲2019國家科技進步獎一等獎，南昌大學江風益院士團隊的硅襯底高光效GaN基藍色發光二極管”項目獲2015年國家技術發明一等獎。獎項包括科研和產業，涵蓋半導體照明的材料生長、芯片制造和封裝各個環節。半導體照明科研和產業的發展，極大的促進了GaN相關材料、芯片和設備的技術發展和成熟，從而一方面孵化催發了基于LED的其他“超越照明”應用，如植物垂直農場、新型顯示和可見光通信等，另一方面也促進了基于GaN的其它材料器件，如射頻器件、功率器件等的發展。半導體照明看起來已經發展臻于完善了，還有必要繼續研發麼？我想答案是肯定的。首先，現在的半導體照明技術並不完善。上述的半導體照明路線得到的照明用白光，其實只是包含了藍光和較寬光譜的黃光，缺少長波段紅光等光譜區域。光譜缺失會影響燈具本身的顯色指數和色溫等參數，且會抑制視網膜修復和再生、損害眼睛生理結構、導致視疲勞和睡眠質量降低等已被權威研究證明的潛在危害。而藍光危害和富藍化也討論研究得較多：藍光危害是指當藍光輻亮度達到標準規定的2類或者3類時，會在較短的時間或瞬間對人眼造成的傷害：藍光會使眼內黃斑區毒素量增高，光敏感細胞死亡，視力逐漸下降，甚至誘發致盲眼病，“辣眼睛”而嚴重威脅眼健康。“富藍化”是指雖然微弱的藍光，但日積月累也會影響到人的司辰節律。半導體照明，不僅僅需要“照得更亮”，也還需要“照得更好”！此外，現有的半導體照明產品要同時用于可見光通信的話，還存在光源調制帶寬的限制，因為熒光粉本身發光和藍光到黃光的斯託克斯轉換都是比較慢的過程。克服目前半導體照明的光譜缺失、調制速率慢（雖然相對OLED等光源，其調制速率已經很快了）、顯色指數和發光效率trade-off等挑戰和問題，發展探索新型、高質量和智慧的半導體照明技術還存在很大空間。想想，如果人類滿足于在當時看來似乎比較“完善”的油燈、白熾燈或熒光燈等，那也許就不會有現在的半導體照明了！此外，諾貝爾獎得主、UCSB中村修二教授近年大力提倡激光照明，將之視為半導體照明的Game Changer，號稱具有“高效率（LED效率的上千倍），投射距離遠，體積更小、結構更緊湊”的優勢。但是GaN基激光芯片的技術門檻遠高于LED，能做到並量產的很少。且激光芯片準直性好，功率角分布密度高，安全性不好。應于照明話需要擴束，去相幹化等，產品體積結構變得復雜，且有可能存在散斑問題。器件上相幹激光的獲得，是通過在大電流密度注入使載流子分布反轉和諧振腔作用下受激輻射實現，又折返回去擴束和去相幹化等，有點“繞大圈子趕集”的感覺。激光照明可能在需要投射距離遠的高級汽車前照燈，以及高通信速率照明通信集成系統上應用。但要大規模取代目前基于LED的半導體照明技術，似乎不太現實。圖1-國家半導體照明工程研發及產業聯盟啟動UVC LED殺菌消毒。從1903年，Niels Ryberg Finsen因紫外線殺滅結核病菌獲得諾貝爾生理與醫藥獎，紫外線殺菌具有上百年的歷史。紫外線對包括2019-nCoV病毒在內的細菌病毒除殺作用已被國家衛計委官方和大量案例證明，其原理為：通過對細菌、病毒等微生物的照射、破壞其DNA和RNA分子結構，達到殺滅消毒效果。目前，全球範圍內在家用、醫療、工業用途等紫外線燈中，汞燈佔據著半壁江山，但存在外形笨重、啟動時間長，易碎、使用壽命短、巨毒、破裂後會造成汞洩漏污染環境，產生臭氧污染等缺點。對于汞的危害，2013年聯合國環境規劃署通過了旨在全球範圍內控制和減少汞排放的國際公約《水俁公約》。2016年我國批準《關于汞的水俁公約》，禁止生產及進出口含汞產品。水俁公約已在2017年生效。相比汞燈，深紫外LED殺菌有諸多優勢：高效殺菌性，深紫外LED所發出的UV段紫外光對細菌、病毒殺滅作用一般在幾秒以內，傳統方法，達到相同效率一般需要20分鐘至1小時；廣泛殺菌性，對幾乎所有細菌和病毒都能高效率殺滅；安全環保（不含汞）；功耗較低，體積小、設計靈活、安裝方便，可以應用在傳統紫外汞燈無法應用的狹小空間。紫外線指的是電磁波譜中波長從10nm～400nm 輻射的總稱，而深紫外光一般指短于300nm的紫外光。如在《新國防與第三代半導體》一文中所說，受限于外延材料和芯片技術，目前深紫外LED的外量子效率還比較低。日本理化學研究所平山秀樹教授課題組深紫外LED研發全球領先，實驗室最高效率達到20.3％，但是深紫外LED整體水平在10%以下，商業化水平在1%-3%。有深紫外專家預測，商業化10%是第一道門檻，才會真正啟動規模應用；效率達到20%，才具備替代低壓汞燈的能力。當前，深紫外LED的效率太低，要獲得相同的功率，成本是低壓汞燈的200倍，在大功率殺菌場合完全無法使用。如，效率3%的深紫外LED，在紫外光功率為96W時，需要電功率3200W，加上光學、驅動和散熱，共計要20萬元，成本是低壓汞燈的200～400倍。新冠疫情催發的巨大殺菌消毒需求，促使相關企業和單位在圍繞深紫外LED殺菌的產品進行研發，比如空調、加濕器、除濕烘幹器等空氣類，冰箱、消毒櫃等食品類、飲用水類、口罩等醫療防護器械類各種殺菌用品。各種有意思的殺菌產品湧現，比如手機消毒盒、殺菌毛巾架、電梯手扶消毒器等。紫外殺菌還包括UVA波段紫外催化殺菌技術和產品。國內基于AlGaN基紫外材料和器件相關研究機構有中科院半導體所、北京大學、廣東半導體產業技術研究院、華中科大、廈門大學、西安電子科大、河北工業大學等，及中科潞安、湖北深紫、青島傑生電氣、三安光電等企業。受益于新冠疫情帶來的紫外殺菌消毒的較大市場需求驅動，AlGaN基深紫外LED器件的技術將快速進步，不亞于半導體照明的殺菌消毒廣大市場將徐徐開啟。激光顯示/Mini LED顯示/Micro-LED顯示。GaN基LED和激光器在光電顯示應用中作用巨大。光電顯示可分為主動顯示和被動顯示：前者包括AMOLED、QLED和Micro-LED，指每個發光芯片直接作為一個像素，後者主要是液晶顯示（LCD）。但液晶本身不發光，而是通過加電控制液晶分子的扭轉朝向，從而控制光在那個像素點的通過與否。液晶顯示需要背光源。最開始的液晶顯示的背光源為CCFL（Cold Cathode Fluorescent Lamp，冷陰極熒光燈管），LED因其高效環保體積小的特點，取代CCFL作為LCD的背光源，這就是液晶電視廠家廣告宣傳的“LED電視”─嚴格上是指“LED背光的LCD電視”。根據LED背光源的位置，分為直下式（LED在LCD的正下方）和側入式（LED在LCD的側面），都需要導光板、勻光板等其他光學組件，側入式更加有利產品更輕薄化。最近很火的Mini-LED主要也是作為LCD的背光源，但是Mini LED 背光比傳統直下式LED背光，光學距離（OD）更短，同時可以實現更小範圍內的區域調光（local dimming）、更高色彩對比度、更好亮度均勻性，終端產品超薄、高顯色性、省電，比側入式LED背光導光系統簡單，光源分布更加均勻，同時終端產品能夠擁有側入式的輕薄和直下式的無邊框。Mini LED 背光是8K高清的選擇，而傳統LED比較粗放式的背光達不到（見汪鍊成，《 Mini LED為何如此之火？》一文）。Micro-LED是傳統LED戶外顯示屏的”微縮化”，因在效率、可靠性、響應速度、對比度、色域等方面的絕對優勢，而被視為顯示的終極技術。但是Micro-LED顯示目前還受限于Micro-LED芯片本身的側壁效應、發光效率、光束調控和相位偏振控制等挑戰，以及Micro-LED芯片巨量轉移技術的效率、良率和彩色化、檢測、修復等關鍵技術。但這不影響顯示產業上下遊的頻頻動作，

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三安+TCL華星、美國Daktronics （達科電子）+X-Display Company (XDC)、蘋果+晶電、華燦+京東方、Facebook+Plessey，各種強強聯合組隊完畢，Micro-LED顯示大戰一觸即發。Micro-LED和VR/AR/MR是“炸雞啤酒”般的絕配。與此同時，激光投影顯示（LDT）也在迅速崛起。基于DLP（Digital light processing）技術的激光顯示中的關鍵部件包括DMD芯片（美國德州儀器全世界唯一供應商，MEMS技術的“皇冠”）、超短焦光學鏡頭、抗光屏和GaN基藍光激光器。GaN基藍光激光器是激光顯示的核心光源器件，目前由歐司朗和日亞提供，其中日亞的技術更有優勢。激光顯示的主要優勢在大屏，我國海信的激光顯示技術在國際上處于領先，目前產品覆蓋了75、80、88、100、120、150英寸，在市場增長空間的65英寸以上布局逐步完善。其他也有堅果、極米和明德之星等公司。液晶顯示世代線最大已經發展到G10.5世代線，目前75英寸及以下的面板均已經規模化生產。更大尺寸液晶顯示面板，除了受限大尺寸玻璃基板的生產外（液晶顯示核心“卡脖子”技術之一，美國康寧、日本旭硝子少數供應商），在生產、切割均需特殊設計和曝光工藝錛開發和生產難度大。比如超大尺寸必須採用的復雜拼接曝光，可能存在陣列拼接雲紋、彩膜拼接雲紋不良、超大尺寸驅動不足等風險。海信目前也把激光電視下拉到75英寸，雄心勃勃要在“核心尺寸段”規模市場撬開原屬于液晶電視的領地空間。激光電視和液晶顯示的貼身肉搏戰已經打響。GaN 快充。前段小米發布65W GaN PD（Power Delivery）快充，體積小巧、性能強大錛充滿配備 4500 mAh 電池的小米 10 Pro 僅需 45 分鐘錛掀起了業界甚至廣大消費者對GaN器件關注的熱潮。同以往大家只知“LED”而不知道背後的“GaN”不同，GaN 這次終于走上前台，成為真正的“網紅”主角（雖然個人不太喜歡“網紅”這個詞）。總的看，相比SiC功率器件，GaN功率器件較低的耐壓等級和輸出功率使其更注重耐壓等級和輸出功率的軌道交通、新能源汽車等工業電力電子系統上不具有優勢。但是在更注重速度的消費電子領域，具有快速響應和較低電壓定位特點的GaN HEMT功率器件和消費電子快充真是絕配！ GaN 充電器更大的功率密度，能夠實現更快的充電速度；更高的能量轉化效率，所以具有更低的功耗並減少發熱；顯著高于傳統快充中的開關頻率可以實現體積更小。相比基于Super junction的 Infineon Coolmos，

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快充核心的GaN HEMT器件性能參數優勢體現在：動態特性中柵極電荷降低約10倍到8.1nC，工作柵極電容降低約4倍到120pF，而反向特性中電荷降低約14倍到54nC，反向恢復時間降低7倍到20ns（極致課堂，大連芯冠王榮華，《從快充談起氮化鎵功率器件的應用》）。據了解，小米的這款充電器用的是納微半導體（Navitas）的GaN Fast功率IC。從Navitas的Power IC可知，他們通過單驅動器與單開關管集成，來降低驅動器和開關管之間以及開關結點之間的寄生電容。結電容小使開關速度快，帶來損耗低、效率高的優勢，但也使得在開關過程中器件對寄生參數更加敏感。因為高的開關速度將產生高的 dv/dt 與 di/dt。在相同的寄生電感下，高的 di/dt 會產生更高的關斷過電壓、更大的開關振蕩，這會增加器件的開關損耗和 EMI （Electromagnetic interference）噪聲。而在相同的寄生電容下，高的 dv/dt 則會產生更大的共模噪聲。同時高的 dv/dt 和 di/dt，將增大誤導通的可能性。如何解決開關頻率過高所產生的EMI問題一直是包括GaN HEMT和SiC MOSFET功率產品的一個關鍵。特別對于消費電子產品，對器件硬開關的考驗更為強烈（消費者不會考慮軟開關，消費電子需要隨時開關機和充電），這也對EMI和損耗控制提出更高的要求。充電過程中的發熱是損耗的直接體現，

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這是消費者能直接感受體會到的。電子發燒友發現GaN快充全程充電溫度基本保持在38度以下，在功率提升、體積大幅縮小的情況下綜合平衡功率密度、體積和損耗做到這點確實殊為難得。 GaN 快充對于朝九晚五時間充裕的“坐班族”暫時可能體會有限，但是將緩解 “出差族”、“遊戲族”和“低頭族”等的電量頻頻告急的窘迫和焦慮，也對儲電寶、電霸等產業造成衝擊。隨著5G大容量數據遊戲、通信等對電子產品電量的升級消耗，GaN 快充將成為消費電子的更加緊密“護航使者”。智慧家居。新冠疫情將使包括企業向智慧化工業4.0變革轉變或提升，也同時催動家居生活向包括綠色健康化、遠程可視化、感知控制化和智慧人性化發展。集成5G微基站、充電樁、視頻監控、環保監測、屏幕顯示多種模塊的“智慧燈桿”最近在浙江舟山首次亮相。老瓶裝新酒，傳統路燈的max升級，具有較大的經濟和社會效益。其實“智慧燈桿”也完全可以遷移到家居，利用有線電力線載波通信技術（PLC）結合無線半導體照明可見光通信（VLC），實現家電設備的遠程控制，互連互通及自主學習，並通過收集、分析用戶行為數據為用戶提供個性化生活服務，使家居生活安全、舒適、節能、高效、便捷。基于PLC的VLC的一大缺點是低壓配電網拓撲結構復雜，接入負載類型多樣，造成VLC信號衰減和背景噪音大。對于局域範圍的家居，信號衰減和背景圖2-多功能“智慧燈桿”在浙江舟山首次亮相。噪音可以最大程度降低。但系統還需進一步完善，才能在與Zigbee、Wifi和Bluetooth等其他無線物聯技術的競爭中佔有一席之地。聚焦于智能照明燈具的智能照明品牌Yeelight易來近日完成C+輪融資錛而先行者飛利浦Hue也在抓緊布局2020路線，包括Nyro、Resonate和 Appear、Daylo和Impress等新品燈具將會上市。智能照明和智能硬件的競爭將十分激烈。美國智能照明工程技術研究中心主任、倫斯勒理工學院教授Robert F. KARLICEK每年在半導體照明論壇上都有精彩報告，介紹關于智慧照明以及未來照明的思考，很有意思。VR（虛擬現實技術，Virtual Reality）/AR（增強現實，Augmented Reality）將極大豐富居家購物、自主學習旅遊等家居生活。GaN基Micro-LED顯示的快速響應和其他壓倒性優勢同5G一道將加速支撐VR/AR等的發展。疫情期間，洛杉磯國際機場（LAX）、舊金山國際機場（SFO）和紐約約翰·肯尼迪國際機場（JFK）已經啟用美國Dimer UVC Innovations公司的UVC紫外線殺菌機器人對飛機內艙進行全面殺菌消毒，以有效預防新冠病毒傳播。而集成除塵、UVCLED殺菌消毒等功能的機器人也許以後會成為智能健康家居的標配。第三代半導體，將繼續在更健康、衛生、智慧、高質量、多功能的 “新民生”建設中大放異彩！，