10月13日,瑞萨电子官微发文,介绍了瑞萨及其GaN(氮化镓)技术发展征程,氮化镓应用情况,以及未来氮化镓面临的挑战与机会。
2024年瑞萨电子收购GaN领域的先驱企业Transphorm,进而完成了布局氮化镓的关键一步。此次收购,瑞萨获得了Transphorm的GaN知识产权、产品,及生产制造业务,包括日本和中国台湾地区的产能,以及加利福尼亚州的研发业务。今年7月,瑞萨推出了三款全新650V第四代增强型(Gen IV Plus)GaN FET——这也是自收购Transphorm以来的首次重大产品发布。新产品芯片面积比前代缩小14%,品质因数提高20%。
2025年4月,瑞萨电子宣布与美国明尼苏达州的Polar Semiconductor达成协议,将从2027年开始生产200mm硅基氮化镓(GaN-on-Silicon)器件,从而拓展美国关键制造资源的获取渠道。
氮化镓应用领域包含数据中心、电动汽车与工业机器人等多个领域,其中,AI风潮之下,数据中心是当前氮化镓受益最为显著的领域。
为满足AI和HPC工作负载的需求,服务器机柜的功耗已从过去的数十千瓦(kW)攀升至如今的单柜600千瓦;相应的AC-DC电源转换系统功率甚至达到1兆瓦(MW)。采用AI增强技术的数据中心还受益于维也纳转换器等双向功率转换拓扑结构,以及更高的开关频率,以应对日益增大的系统规模。
电动汽车领域,得益于GaN横向架构所实现的独特双向器件(BDS),GaN简化了需要双向功率流的AC-DC转换拓扑结构,减少了元件数量,提高了系统效率,同时减小了充电子系统的尺寸和重量。
工业机器人与自动化设备领域,高效率、高可靠性和紧凑设计至关重要。GaN通过提升驱动器与电机系统的整体能效,助力实现更小巧、高效的伺服驱动与交流驱动系统。
氮化镓产品正从150mm晶圆向200mm晶圆迁移,未来还将转向300mm晶圆推进。这一过充充满挑战与机遇,在瑞萨看来,公司差异化优势体现在成熟的d-mode高压SuperGaN®技术、将GaN与控制器和驱动器集成的能力,以及世界级的系统级设计支持。
展望未来,除成熟的高压GaN(650V+)产品外,瑞萨还在积极研发低压GaN(40-200V)产品,以将该技术的优势扩展至电源次级侧转换应用,如AI HVDC系统(从48V降至12V或1V)、PC客户端计算和电池管理、工业动力工具,以及电动出行等领域。
(文/集邦化合物半导体整理)
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