作為第三代半導體中的一種，氮化鎵憑借著更高的開關頻率，更低的導通電阻和導通損耗，逐漸成為替代傳統硅基器件的新型方案，推動著包括消費電子、交通運輸、數據中心、光伏儲能，智能電網以及其他工業市場在內的多個行業的變革轉型。

英飛凌在2023年10月成功收購了GaN Systems公司之后，?其在氮化鎵領域的市場份額得到顯著提升。此次收購不僅強化了英飛凌在氮化鎵領域的工藝設計能力，?還豐富了產品線，為客戶提供范圍更廣的氮化鎵產品組合、深入的應用和系統支持、創新解決方案（如帶集成驅動器IC的電源解決方案）以及各種創新封裝，實現了全方面的優勢互補。

在”持續擁抱數字化和低碳化，英飛凌新一代氮化鎵產品發布”媒體溝通會上，英飛凌科技大中華區消費、計算與通訊業務市場總監程文濤與英飛凌科技大中華區消費、計算與通訊業務高級首席工程師宋清亮對英飛凌在收購GaN Systems之后的變化，以及對CoolGaN?新五類產品做出非常詳細地介紹。

英飛凌科技大中華區消費、計算與通訊業務市場總監程文濤

電流型驅動VS電壓型驅動

英飛凌的CoolGaN?晶體管都是增強型器件，同時擁有電壓型驅動和電流型驅動兩種技術。這兩個驅動技術最根本的區別是，如果讓氮化鎵器件維持開通，電流型驅動則必須要有一個電流，而電壓型驅動則不需要電流。

英飛凌科技大中華區消費、計算與通訊業務高級首席工程師宋清亮

為什么會有電流型驅動這種結構？英飛凌科技大中華區消費、計算與通訊業務高級首席工程師宋清亮表示：“因為氮化鎵器件的開通速度非?？?，而它的導通門限電壓則很低，大約為1V左右，這樣在氮化鎵器件開通和關斷時很容易產生一個噪聲，會導致其誤開通或誤關斷。而電流型驅動則可以大大抑制這種錯誤動作的發生。另外，對于電壓型驅動，它的開通電壓大約需要5-6V，但不能超過7V，否則會損害門極。這就導致設計者從氮化鎵器件完全開通到保證不損害器件只有1V左右的設計余量，進而對于設計者來說設計難度大大提高。而電流型驅動的驅動電壓可以控制在3V左右，不會存在過高的電壓將其擊穿損壞?！?

據悉，目前業界只有英飛凌擁有電流型驅動技術。在收購GaN Systems之后，英飛凌同時擁有電流型驅動和電壓型驅動兩種技術，客戶現在可以根據他自己的設計能力和應用環境來自行選擇最適合的方式。

CoolGaN?系列產品的新生

談到英飛凌氮化鎵系列品牌，就不得不提到CoolGaN?。作為高壓開關器件系列的杰出代表，從最早的CoolMOS?開始，凡是高壓（1000V以內，500V以上）的開關器件，英飛凌都起名叫“Cool”，這也成了英飛凌產品醒目的品牌標識之一。

在沒有收購GaN Systems之前，英飛凌向市場主要提供分立式功率器件和集成式功率器件兩類產品。而在成功收購GaN Systems之后，這個品類由兩種變成了五種，分別為新一代CoolGaN?晶體管（Transistor）、CoolGaN?雙向開關（BDS）、 CoolGaN? 智能感應（Smart Sense）、CoolGaN?驅動（Drive）和CoolGaN? Control。

CoolGaN? Transistor系列，就是原來的分立式功率器件，涵蓋高壓與中壓多樣產品，目前只做增強型器件，同時擁有電壓型驅動和電流型驅動兩種技術。所有氮化鎵器件均為貼片封裝，確保最小封裝集成參數，展現高速特性優勢。

CoolGaN? BDS系列提供理想雙向開關解決方案，解決傳統MOS管拓撲結構限制，可以實現單顆器件雙邊可控，是開關速度特別快的理想開關。雖然目前產品還未上市，但英飛凌相信它可以改變舊有“游戲策略”，帶來創新，適用于便攜式設備的電池保護、大功率電池管理、電動工具及儲能、光伏、服務器等各種需要雙向開關的拓撲結構而出現的應用場景中。

英飛凌科技大中華區消費、計算與通訊業務市場總監程文濤表示：“除了激光雷達之外，功率部分T-type拓撲結構應該會是氮化鎵上車的第一步。像高壓的大功率轉化里還有維也納結構的PFC，以及儲能里用到的單極的Cyclo。上述應用場景都會被CoolGaN? BDS所推進?！?nbsp;

CoolGaN? Smart Sense系列是通過自身溝槽去做電流檢測。通過內部溝槽采樣電流，實現高精度電流監控，避免外部電阻損耗及高速開關下的雜訊問題，提升系統性能與穩定性。它的封裝形式也是貼片封裝，適用于消費類USB-C充電器和適配器。CoolGaN? Drive系列類似于早期的集成驅動器，提供集成化解決方案，簡化設計，確保高效穩定驅動。該方案兼容原有硅器件驅動電壓，無需調整偏置電壓，實現無縫替換與升級，簡單易用。CoolGaN? Control是英飛凌系統級優化的典范，將控制、驅動與開關功能完美融合，展現了英飛凌在氮化鎵材料應用上的前瞻視野與深厚實力。

Yole Group預測，未來五年GaN器件市場的年復合增長率將達到46%。那么在越來越激烈的市場環境中，英飛凌如何占得先機？英飛凌科技大中華區消費、計算與通訊業務高級首席工程師宋清亮舉了一個生動的例子，在AI服務器上，對AI應用很明顯的是對功率要求越來越高，因為GPU耗電量比傳統CPU高很多。對于大功率開關電源，英飛凌可以提供包括硅、碳化硅和氮化綜合性的解決方案。因為一個AC/DC電源包括PFC拓撲結構以及DC/DC。對于PFC，因為它的工作頻率不是很高，但是電流很大。在這種場景下，我們認為碳化硅MOS是很有優勢的，因為現在碳化硅MOS可以做得非常小，它整個溫度變化又很穩定，所以英飛凌認為采用碳化硅MOS實現PFC比較合適。而DC/DC大部分用的可能是LLC諧振拓撲，它的工作頻率比較高，這時候用氮化鎵就非常合適了，比如把氮化鎵用在DC/DC的原邊側、副邊側，而對于輸出往往會有防反差、熱插拔的要求。所以從AC/DC電源，從PFC到最終的輸出，英飛凌認為碳化硅+氮化鎵+硅的綜合解決方案，從性價比和性能上來說都是最優的方案。作為市場上唯一一家提供覆蓋硅、碳化硅和氮化鎵材料的全系列功率產品的公司來說，英飛凌無疑非常擅長提供這種綜合解決方案。

英飛凌收購GaN Systems是具有里程碑意義的。英飛凌成功收購GaN Systems之后，通過雙方在知識產權、對應用的深刻理解等方面優勢互補，進一步鞏固了英飛凌在氮化鎵領域的市場領導地位，在現有市場中保持競爭優勢，同時為未來的發展搶占先機。相信隨著越來越多優秀氮化鎵產品的開發，英飛凌將會賦能更多快速增長的應用需求，以實際行動踐行可持續發展之路。