聯繫我們集微網消息，12月20日-21日，2021年第十六屆“中國芯”集成電路產業促進大會暨“中國芯”優秀產品徵集結果發佈儀式在珠海舉辦。在21日同期舉辦的寬禁帶半導體助力碳中和發展峯會上，英諾賽科科技有限公司（以下簡稱“英諾賽科”）副總經理王懷鋒發表了《給綠色地球的一份禮物——GaN》的精彩演講。
英諾賽科副總經理王懷鋒
GaN功率器件：提升系統效率，減少功率損耗
在本次峯會上，王懷鋒指出，“工業革命至今已經歷4次，我們正經歷的是第四次工業革命——數字化。這次工業革命的顯著特點就是人工智能、5G、智能駕駛、綠色能源等。”
在數字時代的世界裏，我們用智能終端（端），通過高速通訊（管）以及數據中心（雲）實現萬物互聯。與此同時，出現了新的應用場景，比如AI、大數據和數據處理中心，還有電動汽車和自動駕駛等。
王懷鋒認為，“這些新應用場景的出現，將會使全球電力的需求急劇增長，到2030年全球電力需求比2020年增長50%以上。有電的地方就需要有電的轉換，未來將需要更多的功率器件來推動產業發展。”
更值得關注的是，用電的大幅增加也將導致能耗的增加，這與碳達峯、碳中和等綠色生態的要求形成了較大的矛盾。
“在用電過程中減少電的損耗是我們減少二氧化碳排放的關鍵。在這方面，有數據顯示，使用5G的能源消耗將會比4G高70%。據估計，在2025年全球數據中心的能耗將會佔整個全球總能耗的18%，這是能耗的增長點。因此，在用電增長的情況下減少排放，意味着在電轉換的過程中對損耗提出了非常高的要求。”王懷鋒談到。
數字時代產業的特點是綠色、高效、智能，因此，更高的電源效率、減少組件以節省電力損耗迫在眉睫。
王懷鋒認為，在電的轉換過程中功率器件的損耗完全是浪費的，硅功率器件達不到我們現在對環境碳排放的綜合標準。而GaN材料具備的高開關頻率、低導通電阻、小尺寸、多功能的材料優勢，使得GaN功率器件獲得更高的系統效率、更少的功率損耗、緊湊的外形和更簡化的系統設計。GaN功率芯片性能大幅提升，同時能讓系統體積大幅縮小，系統能耗大幅降低，更利於碳減排。
此外，GaN的出現可能成倍地提升器件的性能，給產業應用帶來巨大的系統優勢。“功率器件是個通用的器件，在每個用電的地方都有功率芯片，只是形式存在不同。不同應用場景對功率器件的需求不一樣，在消費、工業、汽車等不同的場景，GaN功率器件都能為產業提升貢獻力量。”王懷鋒表示。
氮化鎵是綠色地球的一個禮物
在新機遇下，GaN的全球產業化競爭也正愈演愈烈。從2009年開始，首顆EPC 100V功率GaN FET面市至今，高低壓GaN功率芯片出貨量均達到千萬級，產業化技術成熟，市場開始爆發，全球GaN主流企業隨之崛起，英諾賽科就是其中的佼佼者。
據王懷鋒介紹，“英諾賽科2015年12月份成立，2017年11月在珠海通線投產投產，2019年低壓和高壓的GaN器件量產出貨。2021年是英諾賽科啟航的元年，蘇州的工廠通線投產，高低壓芯片的出貨量顯著的增加，已突破4000萬顆 ，規模化量產技術成熟。”
值得一提的是，英諾賽科採用IDM商業模式，集芯片設計，外延生長、芯片製造、可靠性與失效分析於一體的全產業鏈生產模式，採用8寸的硅基氮化鎵，產品成本與價格具有絕對競爭優勢；與此同時，英諾賽科還具備完善的可靠性和失效分析平台，產品更新迭代更快。此外，英諾賽科還是目前全球唯一擁有ASML光刻機先進製程的GaN企業，與全球主要競爭對手對比，優勢顯著。英諾賽科目前可以月產1萬片8英寸的硅基氮化鎵晶圓，電壓範圍可以覆蓋30~650V。
新事物的出現，離不開事物的發展規律，即都是從比較容易接受的市場逐漸向高端市場滲透。GaN也同樣如此，隨着產業化技術成熟，GaN功率器件目前形成了兩大成熟生態。王懷鋒指出，一個是快充，快充是GaN應用市場的先鋒，快充市場是一個比較成熟的市場，也是多家供應鏈共同競爭的領域。另一個是手機的OVP應用，目前英諾賽科氮化鎵芯片產品已覆蓋這兩大生態市場範圍。
除了這兩大成熟的生態市場外，GaN重點聚焦的還包括數據中心電源、新能源汽車等應用場景。
在數據中心電源方面，GaN可以解決大ASIC芯片的供電瓶頸，例如能有效滿足數據中心高算力需求的GPU的供電電流需求已大於1000A。GaN高頻優勢，可以有效減少供電系統的面積，實現高功率密度供電。採用GaN的數據中心更節能，據測算，一台機櫃每年節能等效於少排放8噸二氧化碳。以數據中心的耗電量佔比18%來算，GaN對此貢獻突出。
對於新能源汽車應用場景，王懷鋒表示，GaN是車載激光雷達的剛需，Si和SiC都沒辦法解決它快速開關的要求。車載激光雷達是GaN進入汽車領域的第一個應用場景，此外GaN在車上的應用場景還包括DC-DC、車載充電機等。
王懷鋒認為，GaN是綠色地球的一個禮物，它的發展剛剛開始，需要產業鏈一起努力，把GaN這棵小樹培養成大樹。
值得一提的是，在本次“中國芯”評選活動中，英諾賽科的高壓GaN HEMT/INN650DA260A產品脱穎而出，榮獲了中國芯“優秀技術創新產品”的稱號。
