9家GaN厂商齐推新方案,加速渗透汽车/AIDC等领域
近期,氮化镓领域迎来新品发布潮。致能半导体、镓未来、量芯微、华润微电子、氮矽科技、英飞凌、意法半导体、瑞萨电子、EPC等全球主要玩家相继推出氮化镓创新产品。
这些新产品/技术覆盖超薄衬底、车规器件、集成驱动、AIDC应用、双向开关等关键技术方向,将有力推动氮化镓技术从消费电子向汽车、工业、AI基础设施等更广阔的市场渗透。
致能半导体:
8吋GaN晶圆衬底厚度仅50μm
4月1日,致能半导体在官微透露,他们在蓝宝石衬底减薄技术上取得重大突破,成功将8英寸蓝宝石上氮化镓晶圆衬底厚度减薄至仅50μm,此项技术使得蓝宝石上氮化镓功率器件的散热能力实现了大幅进步,器件热阻显著低于近似规格硅上氮化镓器件。
图1:致能8英寸蓝宝石上氮化镓晶圆,衬底厚度仅50µm
据致能半导体结壳热阻测试结果表明,当蓝宝石衬底厚度为100µm时, Rthjc=1.1oC/W,明显好于硅上氮化镓器件。当蓝宝石衬底厚度被减至50µm时, Rthjc=0.8oC/W,仅为硅上氮化镓器件一半,优势极为明显。
图2:蓝宝石上氮化镓与硅上氮化镓器件结构对比
从温升对比测试来看,得益于蓝宝石上氮化镓器件的优异热阻性能,致能半导体的蓝宝石上氮化镓器件温升小于同规格的友商硅上氮化镓器件,展现出了优秀的散热能力。
致能半导体还表示,他们也已成功完成30μm蓝宝石超薄衬底的技术储备,预示着下一代氮化镓功率器件在热管理性能上拥有更大的提升空间。
镓未来:
推出650V 9mΩ车规级GaN器件
近期,镓未来推出G2E65R009系列650V 9mΩ车规级氮化镓场效应晶体管,已进入多家头部车企及一级供应商的验证阶段。
据悉,该器件符合AEC-Q101车规认证标准,具备1500A饱和电流能力,开关与导通损耗较传统器件有明显优化,可有效降低新能源汽车电机控制器的无效功耗,对车辆续航提升有积极作用。在5.3kW输出工况下,其峰值效率可达99.35%,单颗器件可支撑20kW功率输出。
封装方面,该产品采用TO-247PLUS-4L与ITO-247PLUS-3L内绝缘封装,热阻低至0.2℃/W,热性能较传统SiC MOSFET降低约 40%。同时,该器件实现了与硅基MOSFET的驱动兼容及Pin to Pin替换,无需改动现有电路即可完成升级,能够有效缩短客户开发周期、降低开发成本。
从应用场景来看,G2E65R009可适配硬开关DC-DC、LLC谐振等多种拓扑结构,覆盖新能源汽车、工业电机、储能系统、光伏逆变等对可靠性和功率密度有较高要求的领域。
量芯微:
推出900V/120A车规级GaN器件
近日,上海临港车规半导体研究院透宣布与量芯微深度战略合作,成功推出900V/120A车规级氮化镓高性能器件(兼容750V),截至目前器件在150℃高温环境下性能优异,96小时UHAST PASS,各项性能指标均达车规级严苛要求。
文章进一步表述,此次研发的900V/120A车规级氮化镓器件,凭借900V高耐压、120A大电流及宽温域稳定性能,可全面适配新能源汽车车载OBC(车载充电机)、DC-DC转换器、主驱逆变器、充电桩等核心功率环节。
从产品参数来看,该器件在25℃下导通电阻典型值仅13mOhm,开关损耗(关断能量84.7uJ、开通能量439uJ)远低于传统硅基器件;关断延迟低至35ns、下降时间仅13.3ns,适配车载高频开关场景;支持多颗并联驱动,适合车载360A及以上高功率应用需求。
华润微电子:
推出40V GaN器件
华润微电子近期推出两款40V低压双向增强型氮化镓(E-mode GaN)新品 ,主要面向手机快充过压保护、穿戴设备等电压敏感应用,进一步完善其在低压氮化镓领域的产品布局。
两款新品基于成熟的8 英寸GaN工艺平台开发,采用WLCSP封装,最小尺寸为 2.1mm×2.1mm,导通电阻典型值 4mΩ,FOM 值不高于 17.6mΩ・mm²,同时通过 JEDEC/JESD47 可靠性标准认证。凭借双向导通特性,单颗器件即可实现充电过压保护功能,可替代传统方案中两颗背靠背 MOSFET,有助于减少器件用量、缩小 PCB 面积并降低系统成本。
依托IDM商业模式所具备的独特优势,两款产品实现了从外延材料制备、晶圆设计及制造到封装测试的全链条自主生产,可提供长期稳定的产品供应。
氮矽科技:
推出集成驱动GaN芯片
氮矽科技近期推出DXC150LX070低压氮化镓驱动集成芯片,面向通信、数据中心等对高频化、小型化、高效率有明确需求的电源系统,进一步丰富其低压集成氮化镓产品布局。
该产品采用单片集成方案,将150V 增强型 GaN HEMT与栅极驱动电路整合,导通电阻最大值 7mΩ,典型值 5.4mΩ,连续输出电流可达 60A,支持最高10MHz 硬开关工作频率,可有效降低导通与开关损耗,适配高频同步整流、DC‑DC 转换等拓扑。
该芯片采用 FC‑LGA 5×6 封装,提供常规型、双面散热型、薄型露硅型三种引脚兼容版本,倒装结构与双面散热设计有助于降低寄生参数、提升散热效率。主要面向同步整流、高频 DC‑DC、通信基站、电机驱动、无线电能传输等应用场景。
英飞凌:
加码集成化GaN布局
2026 年初,英飞凌接连推出两款第五代 CoolGaN™氮化镓新品,以高集成、易开发、高性能为核心方向,覆盖消费电子与工业电源两大场景,进一步完善其600V–650VGaN 产品矩阵,降低氮化镓方案的落地门槛。
面向消费类快充与适配器市场,英飞凌发布CoolGaN™ 650V G5 双通道晶体管,在 6×8mm QFN-32 封装内集成两颗 140mΩ、650V 增强型 GaN 器件级。产品具备超快开关、无反向恢复电荷、低栅极电荷等特性,相比分立方案器件用量减少 50%,系统成本、重量与复杂度同步下降,适配 USB‑C 适配器、小功率电机驱动与 LED 照明等高功率密度需求。
针对工业与低功耗电机驱动场景,英飞凌推出CoolGaN™ Drive HB 600V G5 系列,包含四款型号,在半桥架构中单片集成两颗 600V GaN 开关、高低侧栅极驱动器及自举二极管,采用 6×8mm TFLGA-27 高热效率封装。该系列传播延迟仅 98ns、时序匹配度优异,可显著简化 PCB 布局、缩短开发周期,在开关电源与轻载电机驱动中实现更高效率与更小体积。
意法半导体:
推出第二代GaN功率IC
意法半导体推出了第二代 MasterGaN 系列氮化镓功率 IC——MasterGaN6,该产品采用功率系统级封装(SiP),在单个封装内集成了新的BCD栅极驱动器和导通电阻仅140mΩ的高性能氮化镓功率晶体管,进一步强化了高集成度优势。
相较于上一代产品,MasterGaN6新增故障指示引脚与待机功能引脚,可实现智能系统管理,提升节能效果,同时集成低压差线性稳压器(LDO)和自举二极管,减少外围元器件数量。它还支持高频开关操作,快速时序设计缩短了导通时间与传输延迟,可大幅缩小电路尺寸,其快速唤醒时间还能提升突发模式运行性能,实现轻载工况下的最佳能效。
该产品最大输出电流10A,适配有源钳位反激、谐振 LLC 等多种拓扑结构,广泛应用于消费电子充电器、工业照明电源、太阳能微型逆变器等场景,目前采用9mm×9mm QFN封装,已实现量产,并提供 EVLMG6 评估板供设计人员测试。
瑞萨电子:
推出双向D-mode GaN器件
近期,瑞萨电子宣布推出其首款采用耗尽型(D-mode)氮化镓(GaN)技术的双向开关——TP65B110HRU:该产品能够在单一器件中阻断正负电流的功能。
具体来看,该产品是将650V双向耗尽型GaN芯片与两颗低压硅基MOSFET进行共同封装。这两颗低压MOSFET具备高阈值电压(3V)、高栅极耐压裕量(±20V)以及内置体二极管,可实现高效的反向导通,dv/dt抗扰度超过100V/ns。相较于增强型(E-mode)双向GaN产品,瑞萨的这款双向GaN开关可兼容无需负栅极偏置的标准栅极驱动器。
瑞萨电子表示,目前高功率转换设计中所用的单向硅或碳化硅(SiC)开关在关断状态下仅能单向阻断电流。因此,功率转换必须分阶段进行,并使用多个开关桥接电路。采用双向GaN技术通过在单个GaN产品中集成双向阻断功能,仅需更少的开关即可实现单级功率转换。
该款双向开关器件主要应用于单级太阳能微型逆变器、人工智能(AI)数据中心和电动汽车车载充电器等系统,可大幅简化功率转换器设计,以单个低损耗、高速开关且易驱动的产品替代传统背靠背FET开关。
EPC:
推出第七代GaN器件及AIDC方案
近期,EPC在官网公布了两大氮化镓创新产品,分别是第七代E-GaN器件以及与英伟达合作开发的800V至12.5V直流转换器。
第七代E-GaN器件
2月,EPC宣布旗下第七代E-GaN功率晶体管系列首款产品 EPC2366 正式启动量产,其性能较同规格硅 MOSFET 最高提升 3 倍。该器件面向高效、高密度电源系统设计,在同步整流、高密度 DC-DC 转换、AI 服务器电源、高端电机驱动等场景表现优异。
该产品的导通电阻仅为0.84 mΩ,经深度优化的RDS (on)× 栅极电荷 QG品质因数(FoM)低于12.6 mΩ·nC,可同时降低导通损耗与开关损耗,并改善热性能。该器件支持最大 40V 漏源电压、48V 瞬态电压、88A 连续漏极电流及360A 脉冲电流,器件结壳热阻仅0.6℃/W,采用3.3×2.6mm PQFN 封装,实现面向高功率密度应用的热性能优化。
EPC首席执行官兼联合创始人Alex Lidow表示,“40V 规格的 EPC2366 是该系列首款量产产品。目前我们已开始提供第七代25V与15V晶体管样品,预计2026年上半年实现更多型号量产。”
800V至12.5V直流转换器
针对 AI 服务器兆瓦级供电需求,EPC与英伟达合作开发了一款6kW、800V转 12.5V直流转换器,采用 LLC 拓扑结构,搭配150V和40VGaN器件两款低压氮化镓器件,整机尺寸控制在5000mm²、厚度仅 8mm,满载效率可达97%,峰值效率接近 98%。
该方案将高压转换模块靠近 GPU 负载部署,省去传统多级转换环节,大幅降低传输损耗、节省机柜空间,同时借助 GaN 高频、低损耗特性,实现高功率密度、低成本、易散热的一体化设计,为下一代 AI 数据中心兆瓦级机架供电提供可落地的高效解决方案。
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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