2025年7月31日,充電頭網(wǎng)舉辦的2025世界氮化鎵大會順利落幕,本次線上研討會邀請到致英嘉通功率部副總監(jiān)黃小蕾為大家?guī)砭恃葜v。

本場演講中黃小蕾借助“英嘉通GaN功率器件介紹”為主題,先介紹GaN材料優(yōu)勢與2DEG機理,回顧功率與射頻器件發(fā)展歷程及全球市場趨勢;再展示英嘉通EGaN、DGaN產(chǎn)品規(guī)劃、封裝與應(yīng)用案例,涵蓋快充、數(shù)據(jù)中心、儲能等場景;最后概述公司模式、研發(fā)布局與量產(chǎn)成果,展示英嘉通在技術(shù)上用寬禁帶 GaN 材料、E/Dmode 全棧與封裝替換策略,體現(xiàn)出第三代半導(dǎo)體創(chuàng)新實力與雄厚競爭力。

本場演講由GaN材料優(yōu)勢、GaN發(fā)展簡史和市場分析、英嘉通GaN功率器件介紹以及總結(jié)四部分組成。

第一部分,黃小蕾介紹了GaN材料優(yōu)勢,從材料比較來看,GaN具備耐高壓,耐高溫以及良好的導(dǎo)熱性等特性,同時該器件帶隙較高能夠更好支持高壓電路。另外,該器件具備形成二位電子氣的能力。

氮化鎵晶體結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)Ga-N鍵不對稱特性,存在自發(fā)極化特性,大幅增加二維電子氣的形成。

在自發(fā)極化與壓電極化的共同作用下,二維電子氣在AlGaN/GaN界面上自然形成。二維電子氣的出現(xiàn)令氮化鎵水平器件在650V級別,相較于傳統(tǒng)硅MOS擁有更多顯著優(yōu)勢。

GaN單體器件相較于硅MOS體積更小,die size只有Si的1/3,同規(guī)格晶圓器件產(chǎn)出更高;且器件性能更優(yōu)、品質(zhì)因數(shù)更低,在高頻、高功率應(yīng)用更具優(yōu)勢。

在氮化鎵器件襯底選擇層面,主要有氮化鎵、碳化硅、硅以及藍(lán)寶石四種襯底選擇,更具優(yōu)勢。

第二部分主要圍繞GaN發(fā)展簡史和市場分析展開。功率器件從1904年~1982年完成了真空管、二極管、晶體管、MOSFET、IGBT的技術(shù)進化。

而2008年至今,功率器件行業(yè)快充從硅器件向第三代半導(dǎo)體SiC和GaN過渡。且目前GaN消費級市場規(guī)模更大,而SiC則占據(jù)工業(yè)以及新能源等高壓需求市場。英嘉通目前已經(jīng)實現(xiàn)3300V/1700V/1200V/750V多規(guī)格SiC器件全面量產(chǎn),并在部分規(guī)格實現(xiàn)行業(yè)首創(chuàng),滿足業(yè)界多元化需求。

而在射頻器件領(lǐng)域,GaN射頻器件相比硅器件性能優(yōu)勢同樣明顯。

目前GaN的應(yīng)用范疇逐漸從消費級擴展到更多領(lǐng)域,GaN功率市場從2023年的2.6億美金到2029年20億美金,保持高增長速度;而GaN射頻器件市場未來也會有望增長至2029年的19億美金。

第三部分主要圍繞英嘉通GaN功率器件介紹展開。E-GaN 增強型器件,即常關(guān)型器件,可在不施加?xùn)艍浩脳l件下維持器件開通。其核心工藝涵蓋表面處理、光刻、干濕法刻蝕、介質(zhì)沉積及金屬沉積等。該器件采用水平結(jié)構(gòu),依靠 G、D的間距及場板設(shè)計來實現(xiàn)耐壓水平。

在E-GaN產(chǎn)品規(guī)劃上,2025年Q1季度英嘉通700V 120mΩ~1.2Ω器件在6英寸晶圓產(chǎn)線全面量產(chǎn),可降低成本并提升電源效率;40V 1.2mΩ~7Ω雙向器件,適用于雙向電流應(yīng)用,滿足新能源需求;80V 2.4mΩ~16Ω的產(chǎn)品線主要提升了產(chǎn)品的低阻抗特性,提高消費級應(yīng)用的性能;100V 1.6mΩ~16mΩ則為電力控制領(lǐng)域提供高效的解決方案;2025年Q4季度,150~200V 2.4mΩ~16mΩ產(chǎn)品線將擴展至更高電壓范圍,滿足需要更高電壓以及高頻率應(yīng)用。目前,英嘉通高壓和低壓E-GaN全面量產(chǎn),且2025年底8英寸晶圓逐步量產(chǎn)將進一步提升成本競爭力。

D-GaN為常開型器件,在通常狀態(tài)下(柵源極電壓VGS=0),漏極和源極之間已存在二維電子氣,器件呈導(dǎo)通狀態(tài);當(dāng)柵源極電壓VGS<0時,漏、源極之間的2DEG斷開,器件截止

D-GaN柵極采用MIS結(jié)構(gòu),柵極介質(zhì)帶來更低的柵極漏電流和更高的可靠性,最大柵極耐壓一般超過+-30V,與傳統(tǒng)驅(qū)動設(shè)計完全兼容;D-GaN則需要搭配低壓Si MOS組成Cascode實現(xiàn)增強型工作模式。

在D-GaN產(chǎn)品規(guī)劃層面,2025年Q1季度推出650V 35mΩ~3Ω產(chǎn)品;2025年Q2季度推出650V大功率集成和雙向器件,適用于高電流密度應(yīng)用;2025年Q3季度推出900V 35mΩ-2Ω器件,適用于高功率電源和快速開關(guān)應(yīng)用;2025年Q4季度計劃1200V+產(chǎn)品拓展,將推出更高耐壓等級產(chǎn)品。

英嘉通氮化鎵主要特點為高電壓、低電阻、低損耗等核心競爭優(yōu)勢;且英嘉通GaN DFN封裝產(chǎn)品驅(qū)動外圍簡潔 ,大大降低   工程師設(shè)計難度 ,廣泛應(yīng)用在PD上; 604X系列單顆主要應(yīng)用在33W , 602X系列單顆主要 應(yīng)用在65W; 601X系列主要在100W以上應(yīng)用。

英嘉通擁有240W、140W以及120W三種高功率PD電源方案。

英嘉通低壓E-mode器件具備低導(dǎo)通電阻,低寄生電容等優(yōu)勢,能夠在高速開關(guān)應(yīng)用中帶來效率顯著的效率優(yōu)勢;40V 4.8mΩ雙向器件,能夠一顆代替兩顆傳統(tǒng)Si MOS,性能和成本更具備競爭力。

另外,英嘉通GaN TO封裝產(chǎn)品可實現(xiàn)原位替換Si MOS,產(chǎn)品線覆蓋市面主流規(guī)格。在細(xì)分型號上,IGC6C120DA/IGC6C240DA/IGC6C750ST針對工業(yè)級應(yīng)用PIN TO PIN原位替代硅MOS,兼容SiC MOSFET;IGC6C060SL/IGC6C060SR則針對大功率應(yīng)用的TOLL和TOLT封裝器件。

英嘉通提供高質(zhì)量氮化鎵D系列和E系列管芯 , 以裸片e或封裝單管形勢滿足PD、 適配器和鋰電池充電等不同類型應(yīng)用,加速中高功率段應(yīng)用滲透,使用靈活。

現(xiàn)階段,氮化鎵應(yīng)用范圍廣泛,在PD快充、數(shù)據(jù)中心、充電樁、儲能、機器人等領(lǐng)域均有氮化鎵的應(yīng)用空間。

另外,英嘉通除氮化鎵產(chǎn)線外,還提供碳化硅以及氮化鎵射頻器件產(chǎn)線,產(chǎn)品線豐富,應(yīng)用范圍廣。

英嘉通E-GaN和D-GaN可滿足不同客戶的需求,把最優(yōu)的器件用在最合適的場景,并于今年底推出E-GaN的8英寸晶圓產(chǎn)品;英嘉通GaN射頻6寸量產(chǎn),未來將會推出8英寸的SiC基GaN,覆蓋消費級快充、工藝汽車電源、高端通信全鏈條。

充電頭網(wǎng)總結(jié)

充電頭網(wǎng)了解到,英嘉通半導(dǎo)體主要聚焦第三代半導(dǎo)體的研發(fā)和銷售,主要產(chǎn)品包括GaN功率器件、SiC功率器件和GaN射頻器件等。產(chǎn)品應(yīng)用于消費、工業(yè)和汽車等領(lǐng)域。國家高新技術(shù)企業(yè),江蘇省潛在獨角獸企業(yè),江蘇省雙創(chuàng)企業(yè),廣東省科技進步二等獎等榮譽。累計獲得專利等知識產(chǎn)權(quán)100多項。

英嘉通氮化鎵功率器件量產(chǎn)規(guī)格超過20款,高壓和低壓種類齊全,出貨量位居國內(nèi)前列;氮化鎵射頻芯片已大批量出貨,細(xì)分領(lǐng)域龍頭;碳化硅功率器件在消費、工業(yè)和車規(guī)行業(yè)批量出貨,750V-3300V,13mΩ-55Ω,產(chǎn)品系列全,出貨量行業(yè)領(lǐng)先。

GaN To Go,SiC To Go,英嘉通團隊始終堅持做客戶滿意和用戶喜愛的好產(chǎn)品。英嘉通長期堅持引領(lǐng)射頻和功率半導(dǎo)體的技術(shù)革新服務(wù)人類,攜手合作伙伴共同推進第三代半導(dǎo)體的全球大規(guī)模應(yīng)用。

以上為本次劍指蒼穹,倚天為鋒,英嘉通GaN功率器件介紹主題演講的全部內(nèi)容,感謝大家的閱讀。