憑借開(kāi)關(guān)速度快、功率密度高、耐高壓、高頻等特點(diǎn)，氮化鎵的市場(chǎng)接受度和行業(yè)景氣度正在迅速攀升。如何進(jìn)一步提升氮化鎵效能和可靠性，使之適應(yīng)更多應(yīng)用場(chǎng)景的使用需求，成為氮化鎵供應(yīng)商的重要議題。近日，納微半導(dǎo)體推出全球首款智能GaNFast氮化鎵功率芯片及GaNSense新技術(shù)，并圍繞氮化鎵在消費(fèi)電子、數(shù)據(jù)中心、汽車電子等熱點(diǎn)領(lǐng)域的技術(shù)需求和發(fā)展思路進(jìn)行分享。

　　從快充走向汽車電子

　　近年來(lái)，氮化鎵器件通過(guò)性能優(yōu)化、產(chǎn)能提升、成本控制，逐漸應(yīng)用于消費(fèi)領(lǐng)域，快充尤其成為氮化鎵在消費(fèi)市場(chǎng)的引爆點(diǎn)。相比傳統(tǒng)硅器件，氮化鎵快充能夠顯著提升充電速度，并降低系統(tǒng)處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)的電量消耗。

　　“手機(jī)電池容量越來(lái)越大，從2000毫安時(shí)左右發(fā)展到5000毫安時(shí)，電池也越做越大。相比傳統(tǒng)硅器件，氮化鎵可以將功率密度提升3倍，將充電速度提升3倍以上，并減小電源體積�！奔{微半導(dǎo)體銷售營(yíng)運(yùn)總監(jiān)李銘釗表示。

　　除了手機(jī)充電器，平面電視、游戲機(jī)、平板等追求輕量化的緊湊型終端，也為氮化鎵器件提供了每年20億美元的銷售規(guī)模。

　　“消費(fèi)類應(yīng)用帶來(lái)的巨大市場(chǎng)，能拉動(dòng)氮化鎵產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。我們從消費(fèi)類開(kāi)始鋪墊，把量做起來(lái)，在市場(chǎng)中印證技術(shù)，建立產(chǎn)能和生態(tài)。目前氮化鎵的生態(tài)建設(shè)相對(duì)硅來(lái)說(shuō)非�？欤�未來(lái)市場(chǎng)布局也會(huì)很快�！崩钽戓摫硎�。

　　另外一個(gè)潛力市場(chǎng)是數(shù)據(jù)中心。據(jù)悉，利用氮化鎵每年可以為全球數(shù)據(jù)中心節(jié)約19億美元左右的電費(fèi)。納微半導(dǎo)體高級(jí)研發(fā)總監(jiān)徐迎春表示，2023年，歐盟對(duì)數(shù)據(jù)中心提出“鈦金級(jí)”效率要求，希望效率曲線最高效率點(diǎn)提升到96%，用氮化鎵來(lái)做服務(wù)器電源，在性能和成本上都更容易滿足高效率數(shù)據(jù)中心的需求。

　　“相比硅芯片，每一顆氮化鎵功率芯片在生產(chǎn)制造過(guò)程中，可以減少4公斤的二氧化碳排放。氮化鎵器件的生產(chǎn)不需要那么多外部零件，用硅的方案做一個(gè)服務(wù)器電源，可能有1000個(gè)零件，用氮化鎵做出來(lái)可能只用到600多個(gè)零件。原本生產(chǎn)這些零件也會(huì)產(chǎn)生碳排放，氮化鎵能減少這部分碳排放�！崩钽戓撜f(shuō)。

　　汽車電子也是氮化鎵的藍(lán)海市場(chǎng)。利用氮化鎵可以將汽車的OBC、DC-DC做得更小更輕，從而有空間放入更多的鋰電池，提升整車?yán)m(xù)航里程。

　　“我們?cè)谄�車領(lǐng)域主要做兩方面的應(yīng)用：一個(gè)是OBC，一個(gè)是DC-DC部分。我本人對(duì)氮化鎵在汽車市場(chǎng)的增長(zhǎng)潛力比較看好�！崩钽戓撜f(shuō)。

　　性能指標(biāo)持續(xù)上探

　　氮化鎵的電壓、功率、能效等級(jí)越高，適用場(chǎng)景也就越多。納微半導(dǎo)體的GaNFast芯片系列集成了氮化鎵器件和驅(qū)動(dòng)以及保護(hù)和控制功能，出貨量已經(jīng)實(shí)現(xiàn)3000萬(wàn)顆。

　　此次推出的新一代智能GaNFast氮化鎵功率芯片，進(jìn)一步提升了芯片的能效和可靠性。該芯片采用了GaNSense技術(shù)，可額外提高10%的節(jié)能效果，進(jìn)一步減少外部元件數(shù)量，縮小系統(tǒng)尺寸。

　　納微發(fā)展氮化鎵應(yīng)用的思路分為四步——消費(fèi)類、服務(wù)器、工業(yè)類、汽車類。其中，汽車類作為準(zhǔn)入門檻高、認(rèn)證周期長(zhǎng)的芯片品類，對(duì)于供應(yīng)商提出了更高的要求。

　　“設(shè)計(jì)難點(diǎn)肯定會(huì)有，包括汽車要求的芯片功率等級(jí)、電壓等級(jí)和可靠性方面都會(huì)提出更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，我們對(duì)芯片設(shè)計(jì)、可靠性驗(yàn)證的內(nèi)部規(guī)范也會(huì)更加嚴(yán)苛。對(duì)于數(shù)據(jù)中心、電動(dòng)汽車等更大功率的器件需求，會(huì)下更多工夫克服技術(shù)難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)更高的良率和可靠性�！奔{微半導(dǎo)體高級(jí)應(yīng)用總監(jiān)黃秀成說(shuō)。

　　除了硅器件，汽車電子領(lǐng)域的另一支勁旅是碳化硅。有觀點(diǎn)認(rèn)為，耐高壓、耐高熱的碳化硅比同為寬禁帶半導(dǎo)體的氮化鎵更加適合汽車電子。黃秀成表示，碳化硅的商業(yè)化已有20多年，氮化鎵商業(yè)化還不到5年時(shí)間。隨著氮化鎵的電壓、電流、功率等級(jí)不斷上探，應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩嗤卣�，持續(xù)向汽車電子滲透。

　　“氮化鎵的功率上探?jīng)]有限制，我們?cè)诮衲昴甑谆蛎髂昃蜁?huì)推出小于20毫歐的650V器件，將單體功率做到3.3千瓦到5千瓦。通過(guò)用多個(gè)芯片做橋臂，并聯(lián)等，能將功率等級(jí)進(jìn)一步提升至10千瓦到30千瓦，滿足電動(dòng)汽車OBC及DC-DC，甚至充電樁的使用需求。這些都在我們的產(chǎn)品規(guī)劃當(dāng)中�！秉S秀成說(shuō)。