在全球能源轉型與電子產業升級的雙重驅動下，以碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）為代表的寬禁帶半導體正成為功率器件領域的戰略制高點，重塑著從能源轉換到電力驅動的未來圖景。SiC與GaN之所以被稱為“寬禁帶”，源于其材料本身具有遠高于硅（Si）的禁帶寬度。這帶來了超高效率、超高擊穿場強、卓越高溫性能、高頻工作能力等優異能力。如今，寬禁帶半導體的技術優勢也在深刻改寫關鍵產業的格局，比如成為SiC應用的“主戰場”的新能源汽車領域、可再生能源領域、工業與能源基礎設施領域，以及GaN大放光彩的通信領域、消費電子與數據中心領域等。

作為在SiC領域深耕超過20年，擁有從襯底到模塊完整垂直整合能力的全球領導者，羅姆如今也在積極推進GaN產品的發展。今天，我們將透過全球半導體巨頭羅姆的視角，深入探討寬禁帶半導體帶來的技術革新風暴及其引發的廣泛產業變革，與羅姆半導體（上海）有限公司技術中心副總經理周勁一起聊聊SiC/GaN與硅基器件的技術代差體現在哪些維度？羅姆近些年在寬禁帶半導體方面取得了哪些關鍵技術突破？未來技術路線圖如何規劃？AI數據中心電源設計對寬禁帶器件提出哪些新需求？如何借力"雙碳"目標推動產業升級？等工程師關心的問題。

羅姆半導體（上海）有限公司技術中心副總經理周勁

電源網：您覺得做SiC/GaN產品跟過去的Si產品有什么相同或者不同呢？其中最有挑戰性的東西是什么？

羅姆半導體（上海）有限公司技術中心副總經理 周勁：與傳統的硅器件相比，SiC器件由于擁有低導通電阻特性以及出色的高溫、高頻和高壓性能，已經成為下一代低損耗半導體可行的候選器件。此外，SiC讓設計人員能夠減少元件的使用，從而進一步降低了設計的復雜程度。SiC元器件的低導通電阻特性有助于顯著降低設備的能耗，從而有助于設計出能夠減少CO2排放量的環保型產品和系統。羅姆在SiC功率元器件和模塊的開發領域處于先進地位，這些器件和模塊在許多行業的應用中都實現了更佳的節能效果。

GaN是一種化合物半導體材料，作為下一代功率器件用的材料被寄予厚望。與以往的硅器件相比，其開關性能和高頻性能更加出色，因而在市場上的應用日益廣泛。不僅如此，其導通電阻也低于硅器件，有望助力眾多應用實現更低功耗和小型化。羅姆將其作為在中等耐壓范圍具有出色高頻工作性能的器件進行開發。

電源網：羅姆近些年在寬禁帶半導體方面取得了哪些關鍵技術突破？未來技術路線圖如何規劃？

羅姆半導體（上海）有限公司技術中心副總經理 周勁：羅姆在碳化硅產品方面的進展和布局，主要有以下三點：

① 業內領先的技術開發實力：羅姆在SiC功率半導體的研發和產品化方面一直走在時代前列。SiC器件的低導通電阻特性有助于顯著降低設備的能耗，從而有助于設計出能夠減少CO2排放量的環保型產品和系統。自2010年羅姆在全球首家開始SiC MOSFET的量產以來，目前SiC MOSFET已更新迭代到第4代，與第3代產品相比，導通電阻可降低約40%，開關損耗可降低約50%。羅姆計劃于2025年推出第5代SiC MOSFET，相比第4代產品，導通電阻將降低約30%。同時，羅姆也提前了第6代及第7代產品的市場投入計劃。后續將推出的第6代產品，和第5代相比，導通電阻還可以降低約30%。

② 覆蓋率100%的產品形式：自2009年收購了德國SiC晶圓廠商SiCrystal公司以來，羅姆構筑了從SiC襯底外延晶圓到封裝的“一條龍”生產體制，目前已實現了以裸芯片、分立器件和模塊等各種形態向半導體制造商、模塊廠商、Tier1廠商以及應用產品制造商供貨，從而促進SiC的普及，為實現可持續發展社會做出貢獻。

③ 加強生產體系建設：不僅是元器件開發，羅姆還致力于晶圓的大口徑化以及先進設備帶來的生產效率提升，在性能、品質和穩定供貨上，實現與同行業其他公司的差別化。

值得一提的是，羅姆于2025年最新推出4in1及6in1結構的SiC塑封型模塊“HSDIP20”。該系列產品非常適用于xEV（電動汽車）車載充電器（以下簡稱“OBC”）的PFC和LLC轉換器等應用。HSDIP20的產品陣容包括750V耐壓的6款機型（BSTxxx1P4K01）和1200V耐壓的7款機型（BSTxxx2P4K01）。通過將各種大功率應用的電路中所需的基本電路集成到小型模塊封裝中，可有效減少客戶的設計時間，而且有助于實現OBC等應用中電力變換電路的小型化。

羅姆4in1及6in1結構的SiC塑封型模塊“HSDIP20”

在氮化鎵產品方面：

羅姆于2023年4月將650V耐壓的第1代GaN HEMT投入量產，并于2023年7月將柵極驅動器和650V耐壓GaN HEMT一體化封裝的Power Stage IC投入量產。此外，為了應對大功率應用中的進一步小型、高效率化的市場要求，羅姆采取在以往的DFN8080封裝基礎上追加的形式來強化650V GaN HEMT的封裝陣容。在TOLL封裝中內置第2代元件并實現產品化。2025年2月，TOLL（TO-LeadLess）封裝650V耐壓GaN HEMT“GNP2070TD-Z”投入量產，并被先進的日本電子元器件、電池和電源制造商村田制作所Murata Power Solutions的AI（人工智能）服務器電源采用。

同時，羅姆充分發揮其在硅半導體和SiC隔離型柵極驅動器IC開發過程中積累的技術優勢，積極開發專為GaN器件驅動而優化的隔離型柵極驅動器IC。其中，2025年推出首款適用于600V耐壓GaN HEMT驅動的隔離型柵極驅動器IC“BM6GD11BFJ-LB”，可使GaN器件在高頻、高速開關過程中實現更穩定的驅動，有助于電機和服務器電源等大電流應用進一步縮減體積并提高效率。

羅姆TOLL封裝650V耐壓GaN HEMT“GNP2070TD-Z”

羅姆在GaN的開發與量產方面，已與眾多合作伙伴建立了多樣化的合作關系。2024年，羅姆與臺積公司在車載氮化鎵功率器件領域建立戰略合作伙伴關系。此次的合作關系是基于羅姆與臺積公司在氮化鎵功率器件領域的合作歷史建立起來的。

羅姆與臺積公司在車載氮化鎵功率器件領域建立戰略合作伙伴關系

2023年，羅姆采用臺積公司的650V耐壓GaN HEMT工藝，推出了屬于羅姆EcoGaN™系列的新產品，產品已被用于包括Delta Electronics, Inc.旗下品牌Innergie的45W AC適配器“C4 Duo”在內的眾多消費電子和工業領域應用。通過該合作關系，雙方將致力于將羅姆的氮化鎵器件開發技術與臺積公司業界先進的GaN-on-Silicon工藝技術優勢結合起來，滿足市場對高耐壓和高頻特性優異的功率元器件日益增長的需求。在該合作關系基礎上，羅姆還將通過提供包括可更大程度地激發氮化鎵性能的控制IC在內的、易用的氮化鎵解決方案，來促進氮化鎵功率器件在車載應用領域的普及。

羅姆的EcoGaN™被臺達電子Innergie品牌的45W輸出AC適配器“C4 Duo”采用

此外，羅姆還計劃與半導體后道工序供應商（OSAT）擁有豐富業績的日月新半導體（威海）有限公司合作生產車載GaN器件。預計從2026年起，GaN器件在汽車領域的普及速度將會加快，羅姆計劃在加強內部開發的同時，進一步加深與這些合作伙伴之間的關系，以加快車載GaN器件投入市場的速度。

2025年，羅姆與馬自達開始聯合開發采用下一代半導體技術——氮化鎵（GaN）功率半導體的汽車零部件。馬自達與羅姆自2022年起，在“針對電驅動單元的開發與生產合作體系”中，一直在推進搭載碳化硅（SiC）功率半導體的逆變器的聯合開發。此次，雙方又著手開發采用GaN功率半導體的汽車零部件，旨在為下一代電動汽車打造創新型汽車零部件。GaN作為下一代功率半導體材料備受矚目，與傳統的硅（Si）基功率半導體相比，其不僅能夠抑制功率轉換過程中的損耗，還可高頻驅動，有助于實現產品的小型化。雙方將充分利用這些特點，將其轉化為整車的總布置、輕量化及設計方面的創新型解決方案。雙方計劃在2025年度內將這一理念落地，并通過Demo車進行試驗，力爭在2027年度投入實際應用。

電源網：如今AI數據中心的電源功率越來越大，功率密度越來越高，您認為寬禁帶半導體器件大規模應用面臨著哪些挑戰？

羅姆半導體（上海）有限公司技術中心副總經理 周勁：近年來，隨著AI（人工智能）和AR（增強現實）等在IoT領域的發展，數據通信量在全球范圍內呈現持續增加趨勢。其中，據說使用AI進行一次查詢所消耗的電量比普通的網頁搜索要高數倍，這就迫切需要為處理這些查詢的高速運算設備等供電的AI服務器電源進一步提高效率。另一方面，具有低導通電阻和高速開關特性的GaN器件因其有助于電源的高效率工作和外圍元器件（如電源電路中使用的電感器等）的小型化而備受矚目。

2025年2月，羅姆的650V耐壓、TOLL封裝的EcoGaN™ 產品GaN HEMT，被先進的日本電子元器件、電池和電源制造商村田制作所Murata Power Solutions的AI（人工智能）服務器電源采用。羅姆的GaN HEMT具有低損耗工作和高速開關性能，助力Murata Power Solutions的AI服務器5.5kW輸出電源單元實現小型化和高效率工作。預計該電源單元將于2025年開始量產。

注：EcoGaN™是通過更大程度地發揮GaN的性能，助力應用產品進一步節能和小型化的羅姆GaN器件，該系列產品有助于應用產品進一步降低功耗、實現外圍元器件的小型化、減少設計工時和元器件數量等。

?EcoGaN™是ROHM Co., Ltd.的商標或注冊商標。

電源網：在“雙碳”目標驅動下，羅姆將會如何助推中國電子產業的結構性升級？推進全球可持續發展的進步？

羅姆半導體（上海）有限公司技術中心副總經理 周勁：羅姆基于2021年制定的“2050環境愿景”，在日本和海外集團公司同時推進實施環境管理舉措，努力通過業務活動減輕環境負荷，致力于實現“碳中和”和“零排放”。羅姆還加入了國際企業倡議RE100（100% Renewable Electricity），并正在分階段提高可再生能源的使用比例，目標是到2050年100%使用可再生能源。