10月13日，瑞薩電子官微發(fā)文，介紹了瑞薩及其GaN（氮化鎵）技術(shù)發(fā)展征程，氮化鎵應(yīng)用情況，以及未來氮化鎵面臨的挑戰(zhàn)與機(jī)會(huì)。
2024年瑞薩電子收購(gòu)GaN領(lǐng)域的先驅(qū)企業(yè)Transphorm，進(jìn)而完成了布局氮化鎵的關(guān)鍵一步。此次收購(gòu)，瑞薩獲得了Transphorm的GaN知識(shí)產(chǎn)權(quán)、產(chǎn)品，及生產(chǎn)制造業(yè)務(wù)，包括日本和中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的產(chǎn)能，以及加利福尼亞州的研發(fā)業(yè)務(wù)。今年7月，瑞薩推出了三款全新650V第四代增強(qiáng)型（Gen IV Plus）GaN FET——這也是自收購(gòu)Transphorm以來的首次重大產(chǎn)品發(fā)布。新產(chǎn)品芯片面積比前代縮小14%，品質(zhì)因數(shù)提高20%。
2025年4月，瑞薩電子宣布與美國(guó)明尼蘇達(dá)州的Polar Semiconductor達(dá)成協(xié)議，將從2027年開始生產(chǎn)200mm硅基氮化鎵（GaN-on-Silicon）器件，從而拓展美國(guó)關(guān)鍵制造資源的獲取渠道。
氮化鎵應(yīng)用領(lǐng)域包含數(shù)據(jù)中心、電動(dòng)汽車與工業(yè)機(jī)器人等多個(gè)領(lǐng)域，其中，AI風(fēng)潮之下，數(shù)據(jù)中心是當(dāng)前氮化鎵受益最為顯著的領(lǐng)域。
為滿足AI和HPC工作負(fù)載的需求，服務(wù)器機(jī)柜的功耗已從過去的數(shù)十千瓦（kW）攀升至如今的單柜600千瓦；相應(yīng)的AC-DC電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)功率甚至達(dá)到1兆瓦（MW）。采用AI增強(qiáng)技術(shù)的數(shù)據(jù)中心還受益于維也納轉(zhuǎn)換器等雙向功率轉(zhuǎn)換拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以及更高的開關(guān)頻率，以應(yīng)對(duì)日益增大的系統(tǒng)規(guī)模。
電動(dòng)汽車領(lǐng)域，得益于GaN橫向架構(gòu)所實(shí)現(xiàn)的獨(dú)特雙向器件（BDS），GaN簡(jiǎn)化了需要雙向功率流的AC-DC轉(zhuǎn)換拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，減少了元件數(shù)量，提高了系統(tǒng)效率，同時(shí)減小了充電子系統(tǒng)的尺寸和重量。
工業(yè)機(jī)器人與自動(dòng)化設(shè)備領(lǐng)域，高效率、高可靠性和緊湊設(shè)計(jì)至關(guān)重要。GaN通過提升驅(qū)動(dòng)器與電機(jī)系統(tǒng)的整體能效，助力實(shí)現(xiàn)更小巧、高效的伺服驅(qū)動(dòng)與交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
氮化鎵產(chǎn)品正從150mm晶圓向200mm晶圓遷移，未來還將轉(zhuǎn)向300mm晶圓推進(jìn)。這一過充充滿挑戰(zhàn)與機(jī)遇，在瑞薩看來，公司差異化優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在成熟的d-mode高壓SuperGaN?技術(shù)、將GaN與控制器和驅(qū)動(dòng)器集成的能力，以及世界級(jí)的系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)支持。
展望未來，除成熟的高壓GaN（650V+）產(chǎn)品外，瑞薩還在積極研發(fā)低壓GaN（40-200V）產(chǎn)品，以將該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)擴(kuò)展至電源次級(jí)側(cè)轉(zhuǎn)換應(yīng)用，如AI HVDC系統(tǒng)（從48V降至12V或1V）、PC客戶端計(jì)算和電池管理、工業(yè)動(dòng)力工具，以及電動(dòng)出行等領(lǐng)域。
（集邦化合物半導(dǎo)體整理）
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