2023年3月16日，2023（春季）亞洲充電展在深圳成功舉辦，展會同期還舉辦了2023（春季）全球第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)峰會，并邀請了15位行業(yè)大咖現(xiàn)場與大家探討第三代半導(dǎo)體，對氮化鎵、碳化硅的應(yīng)用技術(shù)以及產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展進行探討和分享。

英諾賽科產(chǎn)品應(yīng)用總監(jiān) 鄒艷波先生發(fā)表了《InnoGaN助力能源電子發(fā)展》主題演講。

在碳中和和數(shù)字化時代背景下，能源電子迎來歷史發(fā)展機遇。能源電子涉及能源的產(chǎn)生、存儲和消費。

現(xiàn)今光伏發(fā)電是生產(chǎn)綠色能源的重要組成部分，但具有不確定性，需要配合儲能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展去支撐我們對綠色能源的利用。能源消費這一塊，主要涉及到與生活息息相關(guān)的消費電子以及出行相關(guān)的智能電動，能源數(shù)字化發(fā)展也離不開數(shù)據(jù)中心的支撐。而數(shù)據(jù)中心的能耗是非常大的，也需要能源的支撐。如此能源的產(chǎn)生、存儲和消費便環(huán)環(huán)相扣。

所有這些能源電子類產(chǎn)業(yè)，都會涉及到電能的變換和轉(zhuǎn)化。想要像控制信息流一樣控制我們的電能，離不開功率半導(dǎo)體的支撐和發(fā)展。

近三年，氮化鎵產(chǎn)業(yè)正迅猛發(fā)展。三年前大家談到氮化鎵，第一印象是性能還不錯，但是價格有點貴，同時對于其可靠性還存有顧慮。

如今局面已完全不同，隨著技術(shù)的迭代以及規(guī)模效應(yīng)，氮化鎵的性能比硅更加明顯。其次成本方面，氮化鎵方案的系統(tǒng)成本相比硅已經(jīng)具備優(yōu)勢。對于大家最關(guān)心的可靠性這一塊，隨著氮化鎵應(yīng)用的深入，大量市場數(shù)據(jù)也已經(jīng)為大眾建立了信心。

可以相信，氮化鎵的時代已經(jīng)到來。為了氮化鎵的發(fā)展，英諾賽科一直在努力。

英諾賽科一開始便選擇了一條看起來更難的發(fā)展道路，選擇做全球首家8英寸硅基氮化鎵的IDM 模式企業(yè)，它意味著投入大、周期長。但只有IDM模式才能把客戶的需求、產(chǎn)品設(shè)計、工藝的優(yōu)化、可靠性等更高效地串聯(lián)起來，讓氮化鎵產(chǎn)品不斷高速迭代，建立優(yōu)勢，促使其變得更加優(yōu)秀，讓用戶用得起，用得好。在今天看來英諾賽科是選擇了一條真正能成功的發(fā)展道路。

經(jīng)過七年的努力，英諾賽科建立了自己的全產(chǎn)品生態(tài)鏈。英諾賽科產(chǎn)品耐壓可以覆蓋15V-700V，實現(xiàn)功率轉(zhuǎn)換應(yīng)用全覆蓋；其次，產(chǎn)品類型包括氮化鎵晶圓、氮化鎵單管和高集成合封芯片。

為了讓更多客戶、更多應(yīng)用場景能夠采用氮化鎵器件，英諾賽科很早就開始布局成本競爭力。首先，英諾賽科的產(chǎn)品是基于全球最先進的8英寸硅基氮化鎵平臺生產(chǎn)，其單片晶圓所生產(chǎn)的氮化鎵芯片數(shù)量相比6英寸晶圓增加80%，單器件成本下降30%。

其次英諾賽科在珠海和蘇州已經(jīng)有兩個量產(chǎn)出貨的晶圓廠，晶圓產(chǎn)能達(dá)到了每月1萬片以上。得益于先進工藝和規(guī)模化，英諾賽科的氮化鎵產(chǎn)品在業(yè)界已具備絕對的成本優(yōu)勢。

依托于產(chǎn)品性能和成本優(yōu)勢，英諾賽科在去年整體形勢低迷的情況下，依然做到了出貨1億顆以上，這意味著英諾賽科成為全球出貨量最大的氮化鎵企業(yè)，應(yīng)用場景覆蓋消費、工業(yè)和汽車。

消費類主要包括快充、智能音箱、TV、LED照明，并且是全球首家將氮化鎵應(yīng)用于手機內(nèi)部電源管理的企業(yè)；工業(yè)方面，主要是數(shù)據(jù)中心和儲能；而汽車類應(yīng)用主要是激光雷達(dá)。英諾賽科產(chǎn)品品質(zhì)和性能，已經(jīng)得到了各個行業(yè)頭部客戶的認(rèn)可。同時也已在產(chǎn)品性能、成本、可靠性方面做好充分準(zhǔn)備，迎接能源電子的騰飛。

能源電子目前有高頻、低碳、更集成化三個趨勢。高頻主要是為了提高產(chǎn)品功率密度，在一些場景需要更高的動態(tài)響應(yīng)，需要頻率提升；其次是低碳化，這符合整個行業(yè)碳中和的背景；再者是集成化，小功率方面，會把驅(qū)動、控制器集成，后續(xù)會包括無源器件的集成，大功率方面，可能會走模塊化路線，會把功能模塊進行一個集成。

消費方面大眾熟知的快充，如今需求的是更快、更便攜的產(chǎn)品，這意味著整個功率的提升、功率密度的提升，同時為了解決發(fā)熱問題，也需要更高效率去支撐。

英諾賽科基于PD3.1快充需求，推出了140W AHB All GaN解決方案。該方案原邊采用英諾賽科650V半橋合封氮化鎵器件，由于已經(jīng)把驅(qū)動和兩顆氮化鎵進行了封裝集成，可以讓半橋應(yīng)用設(shè)計變得更加簡單。

副邊則采用英諾賽科150V氮化鎵器件，整體電源轉(zhuǎn)換都采用氮化鎵，做到更高頻率，同時保持高效。140W A ll GaN方案效率做到了95.6%，相對傳統(tǒng)Si方案，損耗減少50%，能夠助力更加高功率密度產(chǎn)品設(shè)計。

像TV這類家電，大眾同樣有輕薄化需求。要實現(xiàn)TV輕薄化，電源必須使用平面變壓器，它主要的厚度是PCB 繞組和磁芯。而要降低這兩方面的厚度，在磁材沒有大變革的情況下，需要通過提高頻率來實現(xiàn)。依托氮化鎵高頻特性，可以滿足上述要求。

英諾賽科設(shè)計的 300W 超薄TV電源，工作頻率提升至400KHz，其整體高度只有8.5mm，相較業(yè)界厚度只有一半，真正助力TV電源超薄化。

在工業(yè)類市場，英諾賽科重點談了數(shù)據(jù)中心。目前數(shù)據(jù)中心的耗電量已經(jīng)占到了全球發(fā)電量的3-4%，隨著數(shù)字化發(fā)展，預(yù)計2030年的耗電量將達(dá)3000TWhr ，相當(dāng)于全球能耗的10%。所以對于提高數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)的效率，無論是從經(jīng)濟效應(yīng)還是社會效應(yīng)來講，都是非常可觀的。

英諾賽科早在三年前就開始布局相應(yīng)的產(chǎn)品，目前已經(jīng)可以給數(shù)據(jù)中心提供端到端的解決方案。從前端高壓PSU電源的PFC、LLC以及其同步整流，英諾賽科有全系列產(chǎn)品來支撐高效率表現(xiàn)。

包括在板的12V轉(zhuǎn)換電路，也有布局相關(guān)產(chǎn)品，支撐數(shù)據(jù)中心整體轉(zhuǎn)換效率的提高。英諾賽科All GaN解決方案可以幫助數(shù)據(jù)中心的供電系統(tǒng)損耗下降50%。

依托于100V的半橋氮化鎵芯片，英諾賽科設(shè)計了1KW DC-DC模塊，功率密度高達(dá)2150W/in3。這主要得益于英諾賽科100V氮化鎵芯片的高頻特性，同時ISG3201相對傳統(tǒng)硅方案，尺寸減小73%，助力整個模塊功率密度顯著提升。

另一方面是光伏發(fā)電。目前全球都在大力發(fā)展新能源發(fā)電，隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展，光伏發(fā)電已經(jīng)和傳統(tǒng)能源發(fā)電價格持平。光伏發(fā)電是可持續(xù)且綠色的，其最終會成為未來能源的終極解決方案。現(xiàn)在32%以上新增裝機——光伏，是新增最大的能源形式，預(yù)計2025年電站光儲共生比例高達(dá)50%以上。 

光伏發(fā)電需要搭配光儲系統(tǒng)進行使用，在光伏發(fā)電的整個發(fā)電、存儲、并網(wǎng)逆變過程中，采用英諾賽科氮化鎵芯片，整體新能源利用效率可以提升5%，整體尺寸減小30%，有利于系統(tǒng)集成。

英諾賽科是全球領(lǐng)先的GaN IDM高新技術(shù)企業(yè)，擁有全球最大的8英寸硅基氮化鎵晶圓生產(chǎn)能力，多年來一直致力于為客戶提供全電壓范圍（15V-700V）的高性能氮化鎵芯片，優(yōu)秀的氮化鎵解決方案，持續(xù)為快充、大數(shù)據(jù)中心、新能源、新能源汽車等新興領(lǐng)域賦能。更多詳情請聯(lián)系英諾賽科原廠了解。