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纳微半导体:从消费级走向服务器、汽车级

来源:大半导体产业网    2021-11-25
本月,纳微半导体推出了新一代氮化镓功率芯片,集成了氮化镓器件和驱动以及保护和控制功能,提供简单、小型、快速和高效的性能表现。

以氮化镓为代表的第三代半导体材料对于国家的新能源汽车产业、5G通信产业、消费电子产业等诸多产业发展有着重要的影响。

氮化镓长期以来在生产LEDRF组件中使用,但目前正向着主流接受的,在越来越多的功率开关和转换应用中发展。

纳微半导体销售营运总监李铭钊指出,氮化镓的特性与传统硅有很大的区别,“氮化镓的开关速度比硅快20倍,体积和重量更小,某一些系统里可以节能40%左右,这是非常可观的,对于实现国家的碳中和目标很有助益。另外,氮化镓的功率密度可以提升3倍,我们搭配快充的一些方案,在达到相同效果的同时,充电速度可提升3倍以上。同样的体积,同样的充电速度,用硅的方案来做成本非常贵,利用氮化镓,系统待机可节约高达20%。”

GaNSenseTM技术助力GaNFastTM更强的性能表现

本月,纳微半导体推出了新一代采用GaNSenseTM技术的智能GaNFastTM氮化镓功率芯片。

GaNSenseTM技术集成了关键、实时、智能的传感和保护电路,与前几代产品相比GaNSenseTM 技术可额外提高10%的节能效果并能够进一步减少外部元件数量缩小系统的尺寸。GaNSenseTM技术还集成了智能待机降低功耗功能,在氮化镓功率芯片处于空闲模式时,自动降低待机功耗,有助于进一步降低功耗。这对越来越多积极追求环保的客户来说尤为重要。

目前,这项技术实现了正在申请专利的无损耗电流感应能力。

得益于GaNSenseTM技术,GaNFastTM氮化镓功率芯片集成了氮化镓器件和驱动以及保护和控制功能,提供简单、小型、快速和高效的性能表现。

凭借极其严格的电流测量精度和GaNFastTM响应时间,GaNSenseTM技术缩短50%的危险时间,危险的过电流峰值降低50%GaNFastTM氮化镓功率芯片单片集成提供了可靠的、无故障的操作,没有 "振铃",从而提高了系统可靠性。

包括智能手机和笔记本电脑的快充充电器等目标市场,估计每年有20亿美元的氮化镓市场机会,以及每年20亿美元的消费市场机会,包括一体机、电视、家庭网络和自动化设备。GaNSenseTM技术已被用于部分一线消费电子品牌的氮化镓充电器上。

纳微半导体高级应用总监黄秀成指出,到目前为止,已经有超过3000万颗纳微GaNFastTM氮化镓功率芯片出货。并且,在现场测试实现了超过1160亿个设备小时,并且没有任何关于GaN现场故障的报告。与传统的硅功率芯片相比,每颗出货的GaNFastTM氮化镓功率芯片可以减少碳足迹 4-10 倍,可节省4千克的二氧化碳排放。

据了解,纳微半导体所生产的氮化镓产品由台积电代工,主要集中在6寸晶圆,在封装方面,与全球前三名的封装厂商合作,品质控制做到“零故障”。“目前,纳微半导体出货三千万颗氮化镓功率芯片,确定零故障。” 李铭钊如是说。

从消费级走向服务器、汽车级

手机充电器,平面电视、游戏机、平板等更加紧凑的消费类产品,为氮化镓器件提供了每年20亿美元的市场机会。

黄秀成指出,随着电源行业的发展,手机功率、充电功率的需求随之提高,更多应用场景的出现,促使氮化镓技术更迭持续进步。其中,数据中心将是氮化镓器件的一个巨大市场,据介绍,利用氮化镓每年可以省19亿美元左右的电费。

纳微半导体高级研发总监徐迎春指出,在服务器行业,欧盟对数据中心提出2023年达到“钛金级”效率的强制要求,希望效率曲线最高效率点提升到96%,而用氮化镓来做服务器电源,在性能和成本上都更容易满足高效率数据中心的需求。

在太阳能应用场景下,通过氮化镓提升效率,可以大幅节省太阳能逆变器的占放空间,同时消费者可以用到更便宜的电力。

针对电动汽车领域,氮化镓有非常好的特性,可以做到小型化,可以使汽车里的OBCDC-DC做到更小更轻,从而放置更多的锂电池,提升电动汽车的续航里程。

徐迎春透露,目前纳微半导体的服务器电源领域团队在杭州已经正式成立,并且已经开始打造第一款服务器的产品。纳微的EV团队也已经在上海开始招聘。

加强合作、深化产教融合

纳微半导体的合作厂商包括小米、OPPO、联想、DELL等,这些消费者熟知品牌都在使用纳微半导体的氮化镓材料方案,不外乎一大批国外电商品牌。现在全球超过140款量产中的充电器采用了纳微半导体的方案,大约150款左右还在准备研发阶段,在未来12个月里,消费者将会看到最少有另外150多款新产品面世。

作为立足于中国本土的、全球领先的氮化镓功率芯片公司,纳微半导体目前已经拿下超过200多项专利。

同时,纳微半导体与全球知名学术机构、学院保持紧密合作,包括美国弗吉尼亚理工电力电子研究中心(CPES)、佛罗里达州立大学、斯坦福大学等,纳微半导体都有开展项目去研究各种高频高密度电源的开发。在中国已与浙大、福州大学、南航等几所在电力电子界较为突出的高等院校达成合作,纳微半导体会开展横向的项目、正向的课题研究,以保证纳微半导体在芯片层面、器件层面、系统应用层面保持领先优势。

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