20世紀中期以來,以硅為代表的半導體行業孕育了一個新時代,生產力突飛猛進,人類社會發生了翻天覆地的變化。
時至今日,以氮化鎵(GaN)、碳化硅(SiC)第三代半導體也逐漸為人熟知,其可以與第一代、第二代半導體技術互補,對節能減排、產業轉型升級、催生新的經濟增長點將發揮重要作用。
依托第三代半導體創業的企業更是一時間鋪天蓋地,其中就有一家低調而有實力的公司——珠海鎵未來科技有限公司。
珠海鎵未來科技有限公司成立于2020年10月,公司致力于第三代半導體GaN-on-Si器件技術創新和領先,通過高起點、強隊伍等,實現GaN技術的國產化,推動GaN器件的技術的世界領先,并且通過電源系統的創新設計,實現能源的綠色、高效利用。
5月28日,鎵未來在珠海橫琴舉辦了“啟航”入駐剪彩儀式,充電頭網有幸受邀,在現場參與了全過程。

鎵未來總部位于國家開放創新的最前沿橫琴自貿區的ICC一期,擁有2600m2的總部辦公空間和研發中心,集成了辦公、芯片測試實驗室、可靠性實驗中心、EMI測試、失效分析、數據中心等所有研發功能,實現產品端到端的交付。

我們不僅參觀了環境優美的辦公空間和設施齊全的幾大實驗室,更在交流中感受到鎵未來同仁對未來事業的向往。
最重要的是,充電頭網還在現場對鎵未來科技合伙人吳博士和總經理蔡總進行了專訪。
蔡總:我們是先起的英文名字“GaNext”。眾所周知,在功率半導體領域,我們能看到的是硅已經逼近材料及工藝的極限,這意味著硅器件已經沒有更大的技術發展空間,結果就是電源或者說電力電子行業“沒有飯吃了”。
深圳、東莞可能有一、兩千家電源公司,這么多從業人員在這種情況下能做什么?氮化鎵和碳化硅的成功產業化給電源行業有了產業升級換代的引擎,能引領電源行業“摩爾定律”或者說“超摩爾定律”的演進。
氮化鎵和碳化硅還處于產業早期,不管是材料、器件和工藝上都有很大的改進空間,我們覺得氮化鎵是行業的發展趨勢,也是功率半導體的主要技術研究方向。所以當時我們叫“GaNext”——氮化鎵代表未來,或者說氮化鎵主導未來。中文翻譯講究信達雅,我們覺得“鎵未來”恰如其分的表達了我們團隊的理念—GaN?Inspires?Future。
吳博士: 我們始終強調扎實的理論功底和豐富的產業化經驗,是鎵未來的核心競爭力。我在26年前就開始從事氮化鎵微波器件的開發,后來轉向氮化鎵功率器件的開發,到現在也有13年的研發經驗。我們一直在這個行業里面耕耘,我帶領的團隊開發的產品已經大批量交付,得到了市場的認可。蔡總是前華為的數字能源芯片領域的負責人,帶來了非常豐富的產業經驗和華為的成功模式,實現技術和產業的結合。?我們還有一個合伙人于院長是氮化鎵研究領域的著名科學家,在學術界有很強的影響力。
這些成功的經驗讓我們對人才也有較大的吸引力,因此很多頂尖的人才都加入到我們這個團隊里來,包括器件研發的幾位博士,以及器件品質的專家,還有功率器件應用方面的資深工程師。
用投資人對我們的評價:這是一個夢幻組合的創始團隊,有足夠的魅力吸引從器件到工藝到應用的一系列優秀的人才。
蔡總:氮化鎵器件的產業化經驗,吳博士可以說是首屈一指。吳博士帶領的技術產品團隊,給了市場營銷團隊和客戶充分的信心?;诔晒Ξa品的市場拓展,我們也找到了最合適的人,整個團隊快速形成了凝聚力和戰斗力。
吳博士:一方面,我們的合伙人在產業和學術的長期研究,結合GaN應用的需求,快速形成了我們的基礎IP,隨著研發的持續投入,我們很快會從基礎IP上衍生出更多的知識產權。
另一方面,我們扎根于中國,全球功率器件的應用90%左右都在中國,產業土壤非常好。再加上這幾年國家很重視第三代半導體產業,十四五規劃已經明確表示將重點支持GaN和SiC產業,都推動了氮化鎵產業更快速的發展。
氮化鎵功率器件在消費類領域已經開始普及。隨著我們產業鏈的國產化布局完成,以及生產規模的進一步擴大,未來成本有望顯著下降,替代硅功率器件成為電源變換的主流選擇。
總體來說,我們的三大優勢分別是基礎IP、強大的團隊以及可期的成本優勢。通過技術的升級換代,在三到五年內有望將系統的整體成本做到與硅功率器件持平甚至更低,在性能和價格兩方面實現對傳統硅器件方案的替代。
蔡總:現在國內有這么多家氮化鎵公司,其實每一家都有一些自己的特點。以我們對整個電源產業的理解來看,硅已經走到盡頭,氮化鎵和碳化硅是未來的機會。但是氮化鎵和碳化硅推向市場,有幾個瓶頸,一是成本,二是應用,三是可靠性。
應用上來說,因為新材料的原因,工程師對應用上是有些把握不了的,它的EMI如何優化、它的高頻特性到底怎么應用。 可靠性上來說,到底怎么給客戶證明我能去做到十年或者二十年不出任何問題。 對于這兩點,我們合伙人有26年的氮化鎵器件研發和量產的經驗積累,這是我們最大的一個優勢。并且器件技術已經有大量的數據的積累,累計起來接近十億器件小時,失效率和硅器件基本相同。這么長時間的器件可靠性經驗的積累是其他友商無法比擬的。所以無論從應用還是可靠性,我們都非常有把握。 再說一下cost down(降低成本),一是要靠我們提高材料及生產的國產化比例;二是要靠整個行業規模的擴大,只要快充市場普遍應用起來,并且除了快充外,其他的應用場景也能夠快速拓展,cost down的過程應該會很快。 除了以上三點以外,我們是在推動整個產業鏈生態的進步。我們拉上了各方面的合作伙伴,做了一個完整的布局,來一起實現功率轉換方案的小型化。?其中包括半導體材料,磁性元器件,以及驅動芯片,都在通過改善高頻性能,實現系統的小型化。 所以我們不是在單獨某一方面攻關,而是把電源關鍵技術的每一個瓶頸點進行梳理,聚攏相關的資源去做整體生態。吳博士:快充對消費者來說意義重大,而且可以直接體驗到,尤其現在智能手機是非常普遍的一個東西,至少比電動汽車普遍。所以快充充電器銷量很高,崛起速度很快,我們非常重視這個市場。
吳博士:針對于手機和平板電腦產品的快充,我們已經量產了三款氮化鎵器件,可以覆蓋從33W到120W的應用。隨著未來關鍵材料的國產化比例提高以及生產規模的擴大,我們的產品后續會更有價格競爭力。雖然我們起步不是最早,但目前已經看到我們產品在市場上取得了很大的進展。

吳博士:氮化鎵器件產品有好幾個技術路線,我們采用的雙片式,有公司采用的是單片式,每一種方案都有自己需要解決的問題。就雙片而言,我們做了很多的工作,克服了很多問題,其他公司也有一些成績。就快充領域而言,我們和其他公司都是各有優劣;但在大功率領域,我們這個技術路線是更加有優勢的。目前看到市場上宣稱有1KW以上器件的廠家很多,但實際上沒有能夠達到穩定量產的,鎵未來目前已經推出了35毫歐和15毫歐的產品,采用TO247封裝,在3~7KW的產品已經在design-in,對應的服務器電源在6月會有樣機送樣給客戶做POC測試。我們預計年底會有實驗局測試,明年實現小批量發貨。
氮化鎵的功率器件因為氮化鎵材料異質外延的缺陷,研發難度極大,需要通過大量的試驗解決器件可靠性的問題。TSMC基于強大的工藝團隊,用了10年的時間真正實現第一代產品的量產,而國內的氮化鎵研發團隊在量產經驗方面相對國外的還有差距,需要時間的積累才能找到真正大規模量產的路徑。


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