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英诺赛科冯雷:快充只是开始,数据中心和新能源汽车等应用将支撑GaN指数级增长

来源:爱集微

#英诺赛科#

07-20 10:17

集微网消息,“GaN快速充电器在手机市场上发展迅速。”Yole在《2022年功率GaN》报告中指出,自2020年以来,越来越多的快速充电器采用了GaN器件, Power Integrations、Navitas、GaN Systems、Innoscience(英诺赛科)等多家公司在这个市场上大批量出货,而GaN快充只是一个开端。

在7月15-16日2022第六届集微半导体峰会的展台上,英诺赛科展示多款氮化镓芯片和氮化镓参考方案,其中INN040LA015A、INN100W032A、INN650D080B三款新产品备受关注。此外,一起展示的多款高低压应用设计方案,如140W PD3.1、240W PD3.1方案,200W led 驱动方案,以及应用于数据中心、激光雷达等参考设计,也获得了极高的关注度。

“氮化镓作为第三代半导体中关注度较高、通用性较广的材料之一,充电器市场只是它应用的一个开始。”在本次集微峰会上,英诺赛科首席营销官冯雷博士在接受集微网专访时表示,“从氮化镓本身的优势来看,它在数据中心电源、新能源汽车等领域的应用潜力非常大。”

快充只是GaN应用的开始,数据中心将大有可为

据Yole报告预计,到2027年,消费类电源市场的价值将超过9.156亿美元,2021年至2027年的年复合增长率为52%。

“氮化镓在快充上的应用,只是一个开始。”在冯雷博士看来,业内同行以及客户都在关注第三代半导体,氮化镓是其中关注度较高、通用性较广的下一代半导体,而充电器市场只是氮化镓应用的一个开始,它的好处是量比较大,设计周期短,每个大厂每年都会有几款新的氮化镓充电器推出,在大的平台上不断尝试把氮化镓用到极致。

从氮化镓本身的优势来看,开关速度很快且损耗小,恢复基本为零,同样的芯片面积能实现更低的能耗,因此,氮化镓的不同优势可以适用在不同的应用场合。

因此,在数据中心的电源应用方面,冯雷博士表示,“越是大功率的电源,实际上越需要节约能源。数据中心能源节约一个百分点,能给世界节约巨大的能源。所以越是这样的话,大家就越倾向于用新的半导体材料去实现更高的效率。”

近年来,伴随着5G、IoT、人工智能等这些新技术,带动了数据通量的增大,数据处理量的大幅增长使得计算量增大,要求的功率也也随之变大;但数据中心空间有限,这就要求在提高算力的同时,不能增加电路的面积,更不能单独增加电源电路的面积。

而氮化镓的高开关速度优势,首先能把周围的这些被动元件的尺寸明显减小,同时它实现的高效率又能够减小散热器件的分布。尤其是专门为数据中心和服务器在电源产业结构上的一些改变。原本在中等功率的情况下,电源总线12V基本上是标准的方案;但从大约四五年以前,由Google倡导把电源总线的电压提高到48V之后,在传输电能的时候,电流就会小很多,传输电流大幅减小的话,铜线上的损耗就会减少。

冯雷博士指出,“为了配合电压的增长,相应的电源功率变换器要面临的直接挑战就是开关损耗会增大。而氮化镓本身的特点就是开关损耗小。因此,非常适合于数据中心。”

在此次峰会现场,英诺赛科也展示了600W 48V-12V的数据中心电源模块,采用全桥LLC架构,功率密度2100W/in³,效率可高达98%,尺寸仅为36*26*7(mm)。

据介绍,目前,英诺赛科在氮化镓的应用和市场拓展上已经进行全球布局。同时,英诺赛科也在配合IC研发和提供集成芯片,方便客户使用。

新能源汽车:GaN的下一个爆发点

除了消费电子和数据中心能源外,新能源汽车无疑是第三代半导体电力电子器件市场的主要驱动力,也是不同技术路线(Si、SiC和GaN)的主要争夺市场。

在较低的渗透水平上,汽车DC-DC转换器和OBC将成为预测期内下一波增长点。据Yole预测,GaN器件制造商与Tier1和OEM的合作越来越多,前者正在加速其产品的汽车认证,后者正在评估汽车氮化镓解决方案。预计到2027年,GaN汽车市场将超过2.27亿美元,2021年至2027年的年复合增长率为99%。

冯雷博士向集微网透露,“车载的生态体系,直接应用功率半导体的就是Tier1的客户。所以现在我们在国内和韩国都有跟大型的Tier1有联合研发项目。”

据介绍,GaN是激光雷达的刚需,Si和SiC都没办法解决它快速开关的要求。激光雷达是GaN进入汽车领域的第一个应用场景,此外GaN在车上的应用场景还包括DC-DC、车载充电机等。

行业周知,芯片产品进入汽车市场的门槛更高。冯雷博士指出,“门槛不只在研发,还包括整个品质管理体系。所以这不是Fabless设计能实现的。从立项开始的时候,就得严格按照车载的APQP、PPAP管理体系和车载产品的标准去做。目前我们的珠海厂已经通过IATF16949认证,苏州的Fab厂也正在进行认证。”

目前,在车载上的典型应用是GaN在车载激光雷达测距上,冯雷博士告诉集微网,目前公司已经有GaN产品应用在国内顶级的车载激光雷达客户上。

“氮化镓的优势在于覆盖面广,除了在快充上应用,在数据中心、无人机、电动车、电动工具等各种应用,将会支撑GaN的指数级增长。”冯雷博士强调到。

为了支撑产业发展,满足客户对GaN的产能需求,目前,英诺赛科已建立珠海和苏州2个主要生产厂,同步量产高、低压产品。珠海每月可量产GaN晶圆4000片,苏州每月可生产GaN晶圆6000片。

诚如Yole在报告中所言,英诺赛科正成长为中国大陆头部氮化镓功率半导体企业。成立于2015年12月的英诺赛科发展速度惊人,值得关注的是,在现有产能基础上,英诺赛科仍然在继续规划进一步扩产以适应即将到来的市场需求的迅速增长,推动中国大陆氮化镓供应链的发展成熟及氮化镓生态系统的构建。

更重要的是,在应用端,英诺赛科也在携手合作伙伴不断突破氮化镓在更多维度上的创新应用,开拓新能源汽车、数据中心能源等更具价值的蓝海市场,随着产业发展不断成熟以及应用市场需求的多点爆发,可以预见,GaN的指数级增长将指日可待。

(校对/Andy)

责编: 邓文标

占旭亮

作者

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邮箱:zhanxl@lunion.com.cn

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