12月6日，據(jù)外媒報道，氮化鎵器件廠商VisIC與移動技術(shù)公司AVL（在汽車行業(yè)以及鐵路、海洋和能源等領域提供開發(fā)、仿真和測試服務）達成合作，共同研發(fā)電動汽車（EV）用高效率氮化鎵逆變器技術(shù)。

發(fā)力氮化鎵車用場景，VisIC持續(xù)擴展合作伙伴朋友圈

這是2024年下半年以來，VisIC為深化氮化鎵車用布局達成的又一次合作。目前，VisIC的氮化鎵車用業(yè)務已攜手化合物半導體材料供應商IQE、全球電子行業(yè)器件組裝和封裝材料廠商賀利氏和燒結(jié)設備制造商PINK等企業(yè)。

具體來看，去年9月，VisIC與IQE達成戰(zhàn)略合作，攜手開發(fā)用于電動汽車逆變器的高可靠性D-Mode氮化鎵產(chǎn)品。利用IQE在氮化鎵技術(shù)方面的成熟專業(yè)知識，VisIC和IQE將在IQE的英國工廠合作開發(fā)200mm（8英寸）D-Mode氮化鎵功率外延片。

而在今年7月，VisIC宣布已與賀利氏和PINK達成合作，致力于打造出一款更適合電動汽車應用的功率模塊，加速GaN技術(shù)在電動汽車應用中的普及，VisIC的D3GaN技術(shù)是這款功率模塊的核心。

氮化鎵在車用領域究竟有怎樣的應用優(yōu)勢，吸引了VisIC在短期內(nèi)多次加碼相關(guān)應用合作？

助燃新能源汽車產(chǎn)業(yè)，氮化鎵也有用武之地

說起氮化鎵，人們首先想到的或許是快充。早在2021年10月，蘋果推出了旗下首款搭載氮化鎵技術(shù)的充電器，并在全球范圍內(nèi)率先支持USB PD3.1快充標準，一舉刷新了USB PD充電器單口輸出最高功率，達到140W。

盡管目前氮化鎵已經(jīng)在低功率的手機快速充電器中被大規(guī)模采用，并正在向可靠性要求更為嚴格的筆電、家電電源等細分領域延伸，但氮化鎵的應用領域遠不止消費電子領域。

據(jù)悉，氮化鎵通常用于微波射頻、電力電子和光電子三大領域，微波射頻方向包含了5G通信、雷達預警、衛(wèi)星通訊等；電力電子方向包括了智能電網(wǎng)、高速軌道交通、新能源汽車、消費電子等；光電子方向則包括了LED、激光器、光電探測器等。

在諸多應用場景當中，新能源汽車、AI數(shù)據(jù)中心、機器人有望成為除消費電子外，氮化鎵廠商未來重點投入的幾大細分市場。

其中，AI技術(shù)的演進，帶動算力需求持續(xù)攀升，CPU/GPU的功耗問題日益顯著。為了應對更高端的AI運算，服務器電源的效能、功率密度必須進一步提高，氮化鎵已成為關(guān)鍵解決技術(shù)之一。在機器人等電機驅(qū)動場景，氮化鎵的應用潛力也在逐漸浮現(xiàn)。

而在目前十分火熱的新能源汽車市場，豐田、寶馬等車企以及氮化鎵產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)已開始將氮化鎵用于汽車的各個部分，特別是在車載充電機（OBC）和高壓直流轉(zhuǎn)換器等關(guān)鍵部位。有數(shù)據(jù)顯示，將氮化鎵器件應用于新能源汽車的車載充電器、DC-DC轉(zhuǎn)換器等部件時，可在節(jié)能70%的同時使充電效率達到98%，增加5%續(xù)航。

本次VisIC與AVL公司合作，則是聚焦新能源汽車更為關(guān)鍵的主驅(qū)逆變器產(chǎn)品，有望進一步擴大氮化鎵車用范圍。未來，隨著氮化鎵耐壓能力的進一步提升，在可承受800V甚至1200V高電壓而又具備更高性價比時，氮化鎵在新能源汽車等高壓應用市場的存在感將進一步增強。

玩家齊發(fā)力，氮化鎵車用未來可期

根據(jù)TrendForce集邦咨詢最新報告《2024全球GaN Power Device市場分析報告》顯示，2023年全球GaN功率元件市場規(guī)模約2.71億美元，至2030年有望上升至43.76億美元，CAGR（復合年增長率）高達49%。其中非消費類應用比例預計會從2023年的23%上升至2030年的48%，汽車、數(shù)據(jù)中心和電機驅(qū)動等場景為核心。

TrendForce集邦咨詢預計，至2025年左右，氮化鎵將小批量地滲透到低功率OBC和DC-DC中。再遠到2030年，OEM或考慮將該技術(shù)移入到牽引逆變器。在此背景下，全球氮化鎵相關(guān)廠商紛紛加速布局，并取得了一定的進展。

車載OBC被視為氮化鎵技術(shù)最佳突破點，第一個符合汽車AEC-Q101標準的功率氮化鎵產(chǎn)品在2017年由Transphorm（現(xiàn)Renesas-瑞薩電子）發(fā)布。

近年來，針對新能源汽車主驅(qū)逆變器、OBC、DC-DC轉(zhuǎn)換器、激光雷達等各類應用，意法半導體、安森美、英飛凌、EPC、納微、Transphorm、VisIC等各大廠商紛紛進行了相關(guān)探索，并推出了部分產(chǎn)品。

整體來看，雖然氮化鎵進入主驅(qū)逆變器、OBC等動力系統(tǒng)部件還面臨著一些技術(shù)問題，但相信在上述功率器件大廠持續(xù)投入資源的推動下，氮化鎵有望成為新能源汽車功率部件中的關(guān)鍵角色。（文：集邦化合物半導體Zac）

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source：VisIC

其中，VisIC的D3GaN技術(shù)是這款功率模塊的核心，這項技術(shù)利用了氮化鎵的卓越電氣特性，與傳統(tǒng)的硅基器件相比，提供了更快的開關(guān)速度和更高的功率，使得這款功率模塊在效率、熱管理和功率密度方面有顯著提升。

同時，這款功率模塊中使用的氮化硅金屬陶瓷基板是一項創(chuàng)新。氮化硅擁有較好的熱導性、機械強度和在高溫條件下的可靠性。這些特性對于電動汽車應用的苛刻環(huán)境至關(guān)重要，確保了功率模塊能夠承受日常使用的嚴峻考驗，同時保持最佳性能。

此外，PINK采用的銀燒結(jié)工藝增強了模塊的熱導性和電導性。銀燒結(jié)是一種低溫鍵合工藝，能夠在元器件之間形成牢固且可靠的連接，提高模塊的整體耐用性和效率。這一工藝有助于提高電動汽車動力傳動系統(tǒng)的可靠性。

整體來看，三方所開發(fā)的功率模塊旨在滿足電動汽車行業(yè)嚴格的可靠性和性能標準。其材料和構(gòu)造技術(shù)確保它能夠提供現(xiàn)代BEVs所需的高功率密度（超過500Arms/650V）、高效率、長期可靠性和耐用性，同時還在成本上接近硅器件。

VisIC表示，D3GaN技術(shù)、賀利氏的燒結(jié)膏、PINK的銀和銅燒結(jié)工藝以及靈活的燒結(jié)設備相結(jié)合，有望打造出一款更適合電動汽車應用的功率模塊，加速GaN技術(shù)在電動汽車應用中的普及。

據(jù)了解，近年來，VisIC持續(xù)通過合作深化布局氮化鎵車用市場，除本次與賀利氏、PINK達成三方合作外，VisIC此前還與化合物半導體材料供應商IQE達成合作。

2023年9月，據(jù)IQE官網(wǎng)消息，IQE將與VisIC達成戰(zhàn)略合作，攜手開發(fā)用于電動汽車逆變器的高可靠性D-Mode氮化鎵功率產(chǎn)品。

據(jù)悉，IQE和VisIC將合作開發(fā)8英寸D-Mode氮化鎵功率外延片，通過將VisIC的電力電子解決方案與IQE的外延產(chǎn)品相結(jié)合，加速硅基氮化鎵技術(shù)在電動汽車中的應用。（集邦化合物半導體Zac整理）

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