前言

2023（秋季）亞洲充電展將在8月23-25日在深圳福田會展中心3號館舉辦，屆時將會匯聚數百家知名企業參展。此次展會以推動充電行業交流與發展，打造一個關于技術交流的平臺為目的，通過對行業的發展趨勢的交流和相互間的技術交流，尋找產業升級新機遇，研判未來趨勢，商討行業觀點并深化合作，結合國內外經濟發展情況，推動構建產業間的相互合作。

2023年08月23日，由充電頭網發起的2023（秋季）亞洲充電展在深圳福田會展中心舉行，匯聚了眾多國內外眾多半導體產業鏈的專家、學者、企業代表等半導體領域的大咖，互相交流半導體技術和半導體未來的發展趨勢，為大家分享最新半導體領域的技術和干貨，其中成都氮矽科技有限公司（下稱：氮矽科技）受邀出席，帶來了《氮化鎵功率器件研究進展與應用》為主題的演講，對多款氮化鎵芯片和解決方案進行了詳細講解。

擔任本次演講的是氮矽科技現任GaN HEMT器件設計總監朱仁強博士，朱仁強博士擁有超過五年功率氮化鎵器件研發經驗，在國際知名期刊和會議發表論文十余篇，申請發明專利三項。在本次大會上帶來了《氮化鎵功率器件研究進展與應用》的主題演講，演講中詳細介紹了氮化鎵作為第三代半導體材料的典型代表，其材料優勢、器件結構、應用場景、市場趨勢并著重介紹了氮矽科技進軍多個市場的系列產品。

氮化鎵作為重要的第三代半導體材料之一，具有禁帶寬度大，擊穿電壓高，損耗低，高頻特性優等特點，在功率器件領域已占據重要地位。GaN與使用傳統材料的器件相比，可以有效降低損耗、提高效率和優化變壓器和充電器的體積。

傳統Si功率器件普遍采用垂直結構，而GaN由于GaN襯底成本高昂的限制，主要采用基于硅襯底的橫向HEMT結構。

氮化鎵功率器件需要的常關型器件和增強性器件，其中HEMT器件常關型器件的原理是在AlGaN層上淀積形成肖特基接觸的柵極(G)，源極(S)和漏極(D)進行高濃度摻雜并與溝道中的二維電子氣相連形成歐姆接觸。

功率氮化鎵產業技術路線分為D-mode HEMT 和 E-mode HEMT兩大流派。D-mode HEMT路線將一顆D-mode HEMT與一顆LV Si MOSFET采用Cascode方式相連，代表公司有Transphorm,、PI、鎵未來等。E-mode HEMT路線則只使用一顆E-Mode HEMT晶體管（常使用p-GaN gate方式實現），代表公司有GaN system、Navitas、松下、英諾賽科，氮矽科技、英飛凌等。

隨著功率氮化鎵市場的不斷開闊，氮化鎵市場迎來了蓬勃發展，市場規模也在逐步擴大，預計2027年達到20億美元，涉及消費者、汽車、工業、能源等多個領域。

快充領域作為當前功率氮化鎵的最主要的應用領域之一，在未來數年仍具有廣闊的市場空間。除了快充市場外，功率氮化鎵在家電、電源適配器、數據中心、新能源汽車、鋰電池等領域同樣具有巨大的潛在應用市場。

氮矽科技作為一家專注功率氮化鎵功率器件及驅動器研發和銷售的公司，旗下擁有不同系列的芯片產品，分別為氮化鎵晶體管系列、氮化鎵驅動系列、氮化鎵集成驅動系列，還可以提供快充、電源適配器、TV電源等領域的解決方案。

在氮化鎵快充市場中，僅進入其中的知名智能手機品牌就有小米、OPPO、華為、三星、蘋果等，按國內每年超3億部手機出貨量來匯算，芯片需求量超百億顆，不少廠商布局其中。氮矽科技的多款產品中，僅高壓650V器件在2023年第一季度的出貨量就達500W顆，在業內遙遙領先。

在TV電源市場中，七大主力品牌占了TV市場的90%，競爭十分激烈，每一個優化都可能是破局的關鍵，廠商采用氮化鎵方案的TV電源可以有效提高產品的效率和能效，從而提高產品的競爭力。

采用氮矽科技的TV電源解決方案，不僅可以減少研發時間和加快產品上市，還可以給電源系統進行整體優化，進而有效降低產品的體積、電源成本，提高產品的競爭力。

氮化鎵產品在電源適配器市場同樣擁有非常多的應用市場，包括不限于LED照片、電動車、電動工具、數碼電子。在電源適配器市場中，氮矽科技的氮化鎵產品主要分布在高壓氮化鎵器件和LED、PC、電動二輪車、適配器等領域中，擁有體積小、散熱好、低成本等優勢。

氮矽科技在數據中心市場中的氮化鎵產品主要布局在高/低壓氮化鎵器件產品、國內獨家單/雙通道驅動、合封驅動產品中。使用氮矽科技的氮化鎵方案可以有效降低發熱和減小體積，相較于傳統硅材料，可以有效提升效率，達到環保節能的要求。

氮化鎵器件的出現，可以使新能源電動車進行尺寸微調、輕量化及高效率。氮矽科技的產品早已入局新能源汽車市場，目前主要應用在DCDC轉換器、逆變器、車載充電器中，未來將持續開發新的產品，滿足廠商更多需求。

鋰電池循環性能優越，使用壽命長，可快速充放電，且輸出功率大，不含有毒有害物質，被稱為綠色電池。當綠色電池遇上一套優秀的充放電系統，可以最大程度發揮鋰電池的作用，而內置了氮矽科技的DC-DC轉換器，可以有效減少充放時長和提高用電效率，達到節能減排的目的。

以下是氮矽科技的芯片產品介紹。

氮矽科技作為一家專注功率氮化鎵功率器件及驅動器研發和銷售的公司，針對以上應用領域，已推出多款產品，包含650V （80mΩ ~ 400mΩ）氮化鎵晶體管，多款氮化鎵專用單/雙通道驅動，及多款氮化鎵集成驅動產品。

目前，氮矽科技在氮化鎵功率器件方面已經推出了DX6507、DX6510、DX6515、DX6520等多種規格的產品，同時也有TO220、TO252、DFN5x6、DFN8x8等類型的封裝，可以滿足客戶各種應用需求，并且具有高性價比的特點。

本次演講中，朱仁強博士提到了一款2020年12月份發布的功率器件DX6510D，采用PDDFN4x4封裝工藝，榮獲當時全球最小封裝尺寸的650V GaN HEMT，采用Chip Face Down（芯片焊盤面向下），解決了氮化鎵器件襯底散熱慢的問題；同時用RDL（Re-distribution Line重布線）工藝替代傳統WB工藝中使用的細長的焊線，大大減小產品的封裝電阻及寄生參數。此外還采用了創新的雙面散熱設計，提高MOS管散熱性能。

氮矽科技的增強型 GaN HEMT 柵極驅動器DX1001曾打破了國外廠商的氮化鎵驅動IC壟斷。斷。該驅動器擁有DFN3x3和SOT23-6兩種不同的封裝方式，最高工作頻率為50MHz，可以滿足未來工業、基站、汽車雷達等高頻領域的產品應用。

氮矽科技的增強型 GaN HEMT 雙通道柵極驅動DX2104J，作為一顆國內領先的80V耐壓的氮化鎵半橋驅動，內置自舉電源，具有獨立的高低側TTL邏輯控制信號輸入，將輸出電壓鉗位在5.2V，確保準確高速的驅動。驅動級具有1.5A拉電流能力和5A灌電流能力，可防止意外導通。DX2104J可用于半橋或全橋轉換器、同步降壓轉換器、無線充電器、D類功放等多種應用領域。

氮矽科技推出的兩款合封驅動器與增強型GaN器件的氮化鎵功率芯片DXC0765S2C和DXC1065S2C，器件使用了DFN5x6、TO220封裝工藝，將 650V 增強型氮化鎵晶體管及其驅動器封裝在一個芯片內部，降低了氮化鎵快充產品開發門檻，豐富了合封氮化鎵電源芯片市場。可應用在快充電源、LED照明驅動器、PFC電路、LLC轉換器、無線電力傳輸等領域。

上圖為分離驅動方案與合封驅動方案的驅動振鈴電壓測試圖，在下拉電阻同為0Ω的情況下，實測分離驅動方案的驅動振鈴電壓為1.8V，而合封驅動方案的驅動振鈴電壓僅僅只有0.24V。增強型氮化鎵晶體管的閾值電壓一般為1~2V，如果應用工程師選擇增加下拉電阻的阻值來防止功率管的誤開啟，那么勢必會影響管子的關斷速度，導致應用頻率受到限制。

與傳統硅(Si)基MOS相比，氮化鎵HEMT的閾值電壓更低，對柵極驅動電壓振鈴的控制要求非常高。傳統的分離驅動方案由于柵極驅動回路的寄生電感過高，導致柵極驅動電壓振鈴過高，氮化鎵HEMT容易出現誤開啟，導致系統溫度過高，甚至出現炸管的風險。氮矽科技PIIP GaN產品將氮化鎵HEMT與自研的氮化鎵驅動合封，極大的減少了驅動回路的寄生電感，大大的提高了氮化鎵器件的可靠性。可以滿足未來工業、汽車等領域的應用。

以上是演講的全部內容，如需了解更多產品資訊，可以與氮矽科技取得聯系。

充電頭網總結

在本次演講中，朱仁強博士主要對氮化鎵功率器件研究進展與應用的現狀進行了簡要分析，同時也由此引出了氮矽科技多款明星產品，涉及650V 氮化鎵晶體管，氮化鎵專用單/雙通道驅動，及氮化鎵集成驅動的產品，在演講中也提到氮矽科技未來的產品線不會局限在快充、電源適配器、TV電源等領域中，會通過氮化鎵不同領域的產品規劃來匹配對應的使用場景。

氮矽科技在氮化鎵領域發揮出自身優勢，敢于“春江水暖鴨先行”，給國內各大廠商上了生動的一課。首發多領域內的國內首顆氮化鎵芯片，在氮化鎵器件設計、產品封裝和測試領域先后實現技術突破，使其在功率氮化鎵及其驅動領域具備強大的競爭力。