又一车载OBC采用GaN,应用临界点已到?
2025-07-29
今年年初,GaN企业EPC和英飞凌曾宣告:氮化镓在手机快充、卫星电源、人形机器人、激光雷达等市场的应用临界点已经到来。但实际上,今年车载OBC采用氮化镓也非常火热。
据“行家说三代半”不完全统计,截至2025年7月已有超6家终端厂商将氮化镓导入到OBC设计,并已公开展示了相关产品,最近采用氮化镓的是欣锐科技最新一代车载OBC。
欣锐科技:
车载电源新品导入GaN
7月28日,“欣锐科技”官微宣布,其车载电源9代平台“锐虎”(Wattmatrix-Tiger)正式发布。该平台基于0BC与DC-DC模块内核,通过技术升级、先进工艺导入,实现了多重安全架构(零安抛)等重大突破。
其中一项突破性创新就是全行业首次实现基于双向氮化镓器件的单级矩阵变换器拓扑(双向)量产技术。
与此同时,“锐虎”还具备两大优势:一是多重安全架构,双DC-DC方案,实现零安抛;二是超紧凑设计,适配全行业车型,兼容独立与大集成产品形态。欣锐科技还透露,本次平台方案是与某头部主机厂联合攻关研发,且已经过多次测试验证。
据悉,欣锐科技专注电动汽车车载电源领域已有20年,已陆续为比亚迪、吉利、小鹏、理想、赛力斯、奇瑞、本田、奔驰等国内外100多家主机厂提供超500万台优质产品。数据显示,今年第一季度,欣锐科技实现营收4.7亿元,同比增加12.67%;同期OBC的装机量已达到25.2万套,同比增加170%。
车企、Tier1厂商:
争相采用GaN技术
“行家说三代半”根据公开信息统计,截至目前,包括特斯拉、长安汽车、马自达、吉利威睿等车企,及汇川联合动力、联合汽车电子、阳光电动力等Tier1厂商已率先在OBC领域导入GaN方案。与此同时,其它关键部件方面(如增程器、主驱逆变器等)的GaN应用亦在同步推进。
●长安启源E07:搭载了基于氮化镓的车载电源,实现了行业最高的体积功率密度6kW/L,充电效率达到行业最高的96%,供电效率也达到行业最高的96%(以上数据截至2024年10月),有效降低了充电过程中的能量损耗;
●马自达:与罗姆于今年3月官宣联合开发采用氮化镓功率半导体的汽车零部件,双方将充分利用氮化镓的优势,针对车载充电器、DC-DC转换器及车辆逆变器等部件研发创新型解决方案,并计划在2025年度内将这一理念落地,力争在2027年度投入实际应用;
●汇川联合动力:2024年推出了新一代6.6 kW GaN车载二合一电源产品,该产品将车载充电器与车载直流变换器集成,采用GaN功率器件,达到了业内领先的96%充电效率和4.8 kW/L整机功率密度;
●浩思动力:在今年4月的上海车展发布了Gemini微型增程器,该增程器搭载了他们自主研发的“冰刃”系列氮化镓功率模块,采用CIPB(双面强化冷却嵌埋封装)工艺,实现功率密度684.9kW/L,系统效率提升2%,体积缩减超50%;
另从GaN供应商层面来看,英诺赛科、英飞凌、纳微半导体等正围绕汽车电子推出相关产品。今年4月,英诺赛科在慕尼黑上海电子展就展出了大功率合封氮化镓ISG6121TD,该新品集成栅极驱动和短路保护的GaN功率IC,采用TO-247-4L封装,可助力设计高频开关方案,应用于数据中心/AI服务器PSU、车载OBC及DC-DC转换器,功率密度较传统方案高2-3倍。
单极拓扑已成车载OBC趋势
双向氮化镓优势更为明显
“行家说三代半”发现,目前已逐步落地的氮化镓基OBC产品,除了继续沿用传统双极拓扑方案外,单极拓扑的氮化镓OBC似乎已经成为更多车企和Tier1厂商的首要选择,例如特斯拉、长安汽车、联合汽车电子、阳光电动力等都是单极拓扑方案,而且功率密度要比双极拓扑更高。
实际上,很多年前已经出现了基于氮化镓的OBC方案,但并未引起汽车行业的规模化商用,今年汽车企业频频发布基于氮化镓的OBC方案,与双向氮化镓器件的面世和商用化有着直接的关系,因为这种新型氮化镓器件更具竞争力。
根据介绍,在单向DC-DC拓扑中,一颗双向氮化镓可以替代2颗硅基MOSFET,而在双向DC-DC拓扑中,一颗双向氮化镓可以替代4颗硅基MOSFET,大幅降低OBC的功率器件成本和板级空间。
由于目前主流车载OBC拓扑方案为双级系统(前级为功率因数校正(PFC)整流器,后级为隔离型DC-DC变换器),该方案需两次功率转换,设计复杂、体积大、效率受限。
而基于650V双向氮化镓的高频隔离型单级AC-DC变换器拓扑,成为极具吸引力的替代方案,可一次性满足OBC所有要求。
以11.5 kW车载OBC为例, 传统两级OBC厚约5英寸,高过电池包,影响汽车布局,而采用双向氮化镓的单级OBC厚度仅2英寸。同时可省去三组PFC电感及大体积高压电容,电子元器件数量减少也大幅减小:两级方案合计需要48颗开关,若采用GaN BDS方案仅需24 颗。同时采用氮化镓,开关频率由 200 kHz 提升至 600 kHz,电感体积缩小,系统尺寸和成本再降 20%。
了解更多关于车规级氮化镓以及双向氮化镓的技术进展,可以关注即将发布的《2024-2025氮化镓(GaN)产业调研白皮书》。
8月14日,行家说“新型功率半导体与新能源应用高峰论坛”即将在深圳举办。届时,《2024-2025氮化镓(GaN)产业调研白皮书》将于活动现场首发,参会者可更加深刻了解氮化镓在多个高增速赛道的发展脉络与未来走向。
除了《氮化镓白皮书》的发布外,此次大会还有众多氮化镓企业参会,主要具备以下三个亮点:
●亮点1:众多氮化镓C-level高层出席
8月14日,围绕“氮化镓GaN功率半导体的产业机遇与协同”,大会现场特设置“领袖对话”环节,将汇聚各GaN企业高层,包括英诺赛科副总裁陈钰林、誉鸿锦董事长闫怀宝、万年晶董事长白俊春、聚能创芯总经理袁理、氮矽科技CEO罗鹏、镓宏半导体总经理蒋胜等,他们将通过圆桌论坛形式的思想碰撞,共同剖析功率半导体产业及氮化镓产业的发展现状、产业机遇。
除“领袖对话”环节外,大会还设置了“热点对话”环节,将邀请功率半导体企业代表共话功率半导体产业的技术创新与应用进展,包括国联万众总经理助理王川宝、镓未来研发总监张大江、致能工业产品线研发总监王国慧、至信微销售大区副总经理沈斌、新微半导体氮化镓功率器件研发总监雷嘉成等。
●亮点2:7大氮化镓IDM厂商齐聚
8月14日,围绕“GaN的技术进展和应用场景”等核心议题,英诺赛科、三安半导体、京东方华灿、誉鸿锦、万年晶半导体、镓宏半导体、致能共国内外7大氮化镓IDM厂商,将分享其在氮化镓等方面的创新成果,为产业链上下游提供前沿技术参考和多元协作路径。
与此同时,纳微半导体、芯干线、聚能创芯、氮矽科技、镓未来、新微半导体等GaN代表厂商也将集结,共同围绕数据中心、机器人等高增速市场话题,深度剖析技术瓶颈与创新路径,为行业发展提供极具价值的新思路与新方案。
●亮点3:6大主题演讲
8月14日,本次大会将集结多家氮化镓企业形成超强研讨阵容,他们将通过主题分享输出前沿技术经验与市场洞察,共同探索功率半导体产业的新发展。具体包括:
三安半导体GaN PE研发总监刘成博士将带来《应用于高效能源及智能终端的GaN功率电子器件技术及挑战》;京东方华灿氮化镓研发总监马欢将带来《京东方华灿氮化镓创新与发展》;芯干线应用技术总监、合伙人刘欢将带来《第三代功率半导体的应用及案例》;英飞源产品总监邵杰将带来《SiC赋能极速未来:自研高性能模块在超充系统的革新实践》;英诺赛科产品应用高级主任工程师郑先华将带来《GaN在机器人关节驱动/伺服电机的实践应用》;纳微半导体现场应用高级经理况草根将带来《AI时代,高功率服务器电源面临的挑战与解决方案》……
如今,距离本次深圳大会还有17天!目前仍有少量名额,欢迎各位行家扫码参会!8月14日,我们深圳见!
本文发自【行家说三代半】,专注第三代半导体(碳化硅和氮化镓)行业观察。
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