納微半導(dǎo)體：氮化鎵和碳化硅齊頭并進(jìn)，抓住繼充電器之后的下一波熱點(diǎn)應(yīng)用

早前，納微半導(dǎo)體率先憑借氮化鎵功率芯片產(chǎn)品，踩準(zhǔn)氮化鎵在充電器和電源適配器應(yīng)用爆發(fā)的節(jié)奏，成為氮化鎵領(lǐng)域的頭部企業(yè)。同時(shí)，納微也不斷開(kāi)發(fā)氮化鎵和碳化硅產(chǎn)品線，拓展新興應(yīng)用市場(chǎng)。在2023慕尼黑上海電子展上，納微半導(dǎo)體帶來(lái)不少新品，包括最新發(fā)布的GaNSense Control合封技術(shù)、第五代MPS碳化硅肖特基二極管和大功率SiCPAK模塊，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)工業(yè)、家電、數(shù)據(jù)中心服務(wù)器、電動(dòng)汽車等市場(chǎng)。

納微半導(dǎo)體高級(jí)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師羅月亮對(duì)電子發(fā)燒友網(wǎng)表示，AI對(duì)算力的需求大幅增長(zhǎng)拉動(dòng)AI服務(wù)器市場(chǎng)的機(jī)會(huì)，在GPU數(shù)量和功率增加的同時(shí)服務(wù)器電源尺寸是固定的，早期服務(wù)器電源主要是500瓦、800瓦或者1300瓦功率。而現(xiàn)在增加到2700瓦甚至3200瓦。功率密度變大，體積不變，那么氮化鎵在高頻、高效和高功率密度等方面綜合表現(xiàn)突出，并且服務(wù)器電源對(duì)可靠性要求高，需要十年質(zhì)保，值得一提的是納微半導(dǎo)體于業(yè)內(nèi)率先推出唯一的氮化鎵20年質(zhì)保承諾?？梢哉f(shuō)，氮化鎵十分適合這一應(yīng)用場(chǎng)景。例如，基于氮化鎵的2700瓦電源模塊的尺寸，僅是硅器件電源模塊的一半。



在家電領(lǐng)域，消費(fèi)升級(jí)推動(dòng)電視的輕薄化，羅月亮表示，電視做薄最大的短板是電源，特別是OLED顯示要求的功率更大，納微推出的氮化鎵420瓦電源尺寸大約是硅器件電源的三分之一大小，電源安裝位置更靈活，而且電視可以減薄5毫米。類似的縮小電源模塊體積的典型應(yīng)用還有冰箱輔源，輔源效率從原來(lái)85%左右提升到將近90%，模塊尺寸變小后能夠放置在壓縮機(jī)旁邊，走線成本下降，安裝簡(jiǎn)單，同時(shí)冰箱容積增加。

GaNFast氮化鎵功率芯片將氮化鎵功率器件與驅(qū)動(dòng)、控制、感應(yīng)及保護(hù)集成在一起，為市場(chǎng)提供充電更快、功率密度更高和節(jié)能效果更好的產(chǎn)品。此次還展示了搭載GaNSense半橋芯片的1kW馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，具備非常高的開(kāi)關(guān)頻率，采用無(wú)損耗電流感測(cè)技術(shù)，無(wú)需電抗器，芯片內(nèi)置過(guò)流保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)，實(shí)現(xiàn)精確的散熱設(shè)計(jì)，比起傳統(tǒng)硅方案，體積減小70%，功耗損失減少70%。

納微半導(dǎo)體展示推出的業(yè)界首創(chuàng)的GaNSense Control合封氮化鎵功率芯片技術(shù)。初代GaNSense Control 合封氮化鎵功率芯片系列具有高頻準(zhǔn)諧振 (HFQR) 反激，支持 QR、DCM、CCM 和多頻率、混合模式運(yùn)行，頻率高達(dá) 225 kHz。GaNSense Control合封芯片集成了無(wú)損電流檢測(cè)、高壓啟動(dòng)、抖頻、低待機(jī)功率、寬Vdd輸入電壓的特性，能在元件更少，無(wú)電流采樣電阻熱點(diǎn)的前提下，帶來(lái)小巧、高效、溫控更優(yōu)的系統(tǒng).

羅月亮表示，這個(gè)合封技術(shù)的一大創(chuàng)新是 將控制器部分電路，例如高壓?jiǎn)?dòng)管做在GAN上，好處是在電網(wǎng)波動(dòng)大的情況下避免過(guò)壓風(fēng)險(xiǎn)。

GaNSense Control合封氮化鎵功率芯片將率先覆蓋20-150W的智能手機(jī)、平板電腦和筆記本電腦充電器，消費(fèi)電子和家用電器、銷售終端機(jī)、大功率數(shù)據(jù)中心和400V電動(dòng)汽車系統(tǒng)中的輔助電源。

新能源汽車帶來(lái)的半導(dǎo)體價(jià)值已經(jīng)達(dá)到1000多美金，碳化硅、氮化鎵上車更是趨勢(shì)所在。羅月亮介紹，例如碳化硅可應(yīng)用于主驅(qū)逆變器、車載充電器、DC-DC轉(zhuǎn)換器等，氮化鎵可應(yīng)用于車載充電器OBC、DC-DC直流轉(zhuǎn)換器、激光雷達(dá)等領(lǐng)域。



納微半導(dǎo)體 能提供先進(jìn)可靠的高壓、高效SiC MOSFET，這對(duì)于苛刻環(huán)境、大功率應(yīng)用場(chǎng)合的可靠性極為關(guān)鍵。GeneSiC功率器件使用場(chǎng)景從650V到6500V，納微半導(dǎo)體覆蓋了最全面的碳化硅電壓范圍。重點(diǎn)市場(chǎng)包括電動(dòng)汽車、太陽(yáng)能、儲(chǔ)能、家用電器及工業(yè)制造、數(shù)據(jù)中心、移動(dòng)設(shè)備和消費(fèi)電子領(lǐng)域，預(yù)計(jì)到2026年可獲得220億美元每年市場(chǎng)機(jī)會(huì)。

此外，基于GeneSiC芯片建造的SiCPAK模塊已擴(kuò)展到更高功率市場(chǎng)，包括鐵路、電動(dòng)汽車、工業(yè)、太陽(yáng)能、風(fēng)能和能量?jī)?chǔ)存等領(lǐng)域。

據(jù)了解，納微半導(dǎo)體的氮化鎵功率芯片已發(fā)貨超過(guò)7500萬(wàn)顆，碳化硅功率器件發(fā)貨超1000萬(wàn)顆。納微半導(dǎo)體正在以氮化鎵(GaN)和碳化硅(SiC)的技術(shù)產(chǎn)品創(chuàng)新，迎接全面電氣化世界的到來(lái)。