2025年7月31日,充電頭網舉辦的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黃小蕾為大家帶來精彩演講。

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材料優勢與2DEG機理,回顧功率與射頻器件發展歷程及全球市場趨勢;再展示英嘉通EGaN、DGaN產品規劃、封裝與應用案例,涵蓋快充、數據中心、儲能等場景;最后概述公司模式、研發布局與量產成果,展示英嘉通在技術上用寬禁帶 GaN 材料、E/Dmode 全棧與封裝替換策略,體現出第三代半導體創新實力與雄厚競爭力。

本場演講由GaN材料優勢、GaN發展簡史和市場分析、英嘉通GaN功率器件介紹以及總結四部分組成。

第一部分,黃小蕾介紹了GaN材料優勢,從材料比較來看,GaN具備耐高壓,耐高溫以及良好的導熱性等特性,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。

氮化鎵晶體結構呈現Ga-N鍵不對稱特性,存在自發極化特性,大幅增加二維電子氣的形成。

在自發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。二維電子氣的出現令氮化鎵水平器件在650V級別,相較于傳統硅MOS擁有更多顯著優勢。

GaN單體器件相較于硅MOS體積更小,die size只有Si的1/3,同規格晶圓器件產出更高;且器件性能更優、品質因數更低,在高頻、高功率應用更具優勢。

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

第二部分主要圍繞GaN發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的技術進化。

而2008年至今,功率器件行業快充從硅器件向第三代半導體SiC和GaN過渡。且目前GaN消費級市場規模更大,而SiC則占據工業以及新能源等高壓需求市場。英嘉通目前已經實現3300V/1700V/1200V/750V多規格SiC器件全面量產,并在部分規格實現行業首創,滿足業界多元化需求。

而在射頻器件領域,GaN射頻器件相比硅器件性能優勢同樣明顯。

目前GaN的應用范疇逐漸從消費級擴展到更多領域,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,即常關型器件,可在不施加柵壓偏置條件下維持器件開通。其核心工藝涵蓋表面處理、光刻、干濕法刻蝕、介質沉積及金屬沉積等。該器件采用水平結構,依靠 G、D的間距及場板設計來實現耐壓水平。

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

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

D-GaN柵極采用MIS結構,柵極介質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,與傳統驅動設計完全兼容;D-GaN則需要搭配低壓Si MOS組成Cascode實現增強型工作模式。

在D-GaN產品規劃層面,2025年Q1季度推出650V 35mΩ~3Ω產品;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應用;2025年Q4季度計劃1200V+產品拓展,將推出更高耐壓等級產品。

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勢;且英嘉通GaN DFN封裝產品驅動外圍簡潔 ,大大降低   工程師設計難度 ,廣泛應用在PD上; 604X系列單顆主要應用在33W , 602X系列單顆主要 應用在65W; 601X系列主要在100W以上應用。

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器件具備低導通電阻,低寄生電容等優勢,能夠在高速開關應用中帶來效率顯著的效率優勢;40V 4.8mΩ雙向器件,能夠一顆代替兩顆傳統Si MOS,性能和成本更具備競爭力。

另外,英嘉通GaN TO封裝產品可實現原位替換Si MOS,產品線覆蓋市面主流規格。在細分型號上,IGC6C120DA/IGC6C240DA/IGC6C750ST針對工業級應用PIN TO PIN原位替代硅MOS,兼容SiC MOSFET;IGC6C060SL/IGC6C060SR則針對大功率應用的TOLL和TOLT封裝器件。

英嘉通提供高質量氮化鎵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用,加速中高功率段應用滲透,使用靈活。

現階段,氮化鎵應用范圍廣泛,在PD快充、數據中心、充電樁、儲能、機器人等領域均有氮化鎵的應用空間。

另外,英嘉通除氮化鎵產線外,還提供碳化硅以及氮化鎵射頻器件產線,產品線豐富,應用范圍廣。

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英寸晶圓產品;英嘉通GaN射頻6寸量產,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。

充電頭網總結

充電頭網了解到,英嘉通半導體主要聚焦第三代半導體的研發和銷售,主要產品包括GaN功率器件、SiC功率器件和GaN射頻器件等。產品應用于消費、工業和汽車等領域。國家高新技術企業,江蘇省潛在獨角獸企業,江蘇省雙創企業,廣東省科技進步二等獎等榮譽。累計獲得專利等知識產權100多項。

英嘉通氮化鎵功率器件量產規格超過20款,高壓和低壓種類齊全,出貨量位居國內前列;氮化鎵射頻芯片已大批量出貨,細分領域龍頭;碳化硅功率器件在消費、工業和車規行業批量出貨,750V-3300V,13mΩ-55Ω,產品系列全,出貨量行業領先。

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品。英嘉通長期堅持引領射頻和功率半導體的技術革新服務人類,攜手合作伙伴共同推進第三代半導體的全球大規模應用。

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容,感謝大家的閱讀。