纳微半导体氮化镓+碳化硅双引擎战略发布，全面专注下一代半导体
日前，纳微半导体举办2023双引擎战略发布在线媒体交流会，纳微半导体副总裁兼中国区总经理查莹杰、电动汽车应用中心总监孙浩、数据中心应用总监徐迎春和高级技术营销经理祝锦为中国媒体分享了GeneSiC的品牌故事、产品特性、应用案例，还解读了氮化镓+碳化硅（GaN+SiC）在电动汽车方面结合的应用前景，以及氮化镓在数据中心方面的最新应用突破等大功率市场的重要进展。
全球布局，碳化硅和氮化镓集于一身
查莹杰首先介绍了纳微半导体的双引擎战略及GeneSiC概况。纳微之前的方向是氮化镓，这是纳微并购GeneSiC前一个主要战线。并购GeneSiC后，公司开始全面专注第三代功率半导体。现在纳微旗下有2条主要产品线，一是GaNFast（原氮化镓功率IC业务线），二是GeneSiC（碳化硅业务）。
除了GeneSiC之外，去年，纳微还并购了一家专注容性数字隔离器的公司VDD TECH，针对电动汽车中大功率隔离技术开发，为氮化镓、碳化硅量身定制数字隔离器和驱动芯片。
2023年1月，纳微宣布并购其与广东希荻微电子合资的控制器公司Elevation Semiconductor，后者主要专注下一代高频、高效氮化镓控制器开发和生产。
目前，纳微已经陆续推出了基于高频控制器和GaNSense IC高度集成的合封芯片，这是今年针对消费市场的手机适配器及家电市场的重要产品，加速了纳微产品的横向扩张。
基于这样的布局，纳微在整个市场实现了全系列覆盖，从40V、80V直到6500V，功率等级从20瓦、30瓦到兆瓦级的应用场景。
去年，随着GaN应用场景越来越普及，纳微开始进入数据中心、电动车包括两轮车的市场。在1kW-10kW的区间，是GaN和SiC可以共存的市场。
在1200V以上到6500V高压部分，目前纳微GeneSiC是世界上少有的可以做到6500V碳化硅功率器件的厂商，在电动汽车、新能源、轨道交通、太阳能、电网等都有广泛的应用场景。
截止到2022年5月，纳微的GaNFast芯片已出货超过7千万颗，良率也得到所有厂商的认可。目前纳微碳化硅产品可覆盖从650V到6500V，有超过50款以上的碳化硅MOSFET以及100款左右的碳化硅二极管，并提供各种封装，累积出货超800万颗。
此外，纳微目前的产品交付能力是极具竞争力：GaNFast功率IC目前交付周期是6-16周。同时也在加快扩大产能，今年将扩大3倍。对于GeneSiC二极管交付周期仅需16周，SiC FETs是26周，远快于国际品牌常规的1-1.5年的。查莹杰还表示，今年GeneSiC产能将扩张5倍，应对客户对纳微GeneSiC的旺盛需求。
六大特性让GeneSiC碳化硅优势出众
祝锦介绍了GeneSiC碳化硅的具体特性及技术特点。据介绍，GeneSiC在2010年就赢得了美国航空航天局NASA的项目。在宇航抗辐射的情况下可以可靠的工作，证明了GeneSiC产品的可靠性。经过十多年发展，GeneSiC的产品走向了民用领域，如充电桩应用，GeneSiC的产品已经服务超过50%的北美充电桩，包括北美两家两家最大的充电桩供应商——EV go和Electrify America。同时在电动汽车领域，路虎、奔驰以及国内的比亚迪和吉利等都采用了纳微的方案。GeneSiC的产品可靠性得到了不同客户的广泛验证。
具体讲，GeneSiC的产品具有六大特色。首先，GeneSiC是目前唯一一家可以提供650V到6500V产品，覆盖非常宽泛。其次，GeneSiC碳化硅一个显著的特点是高温特性好，相同电气参数下竞争对手SiC的Rdson随温度变化达2倍，而GeneSiC只有不到1.4倍，可以承受更大的电流。第三，在相同电压等级，GeneSiC可以为产品提供更低的开通关断损耗。在软开关条件下，开通关断损耗也最低。同时，短路耐受时间也是目前业界最强的。第四，在大功率、大电流应用并联时，GeneSiC产品在高压、高温下Vth值退化最低，在电动汽车主驱应用中可以并联6-8个，可靠性非常好。第五，GeneSiC每个器件都可做雪崩测试，1200V 20毫欧产品雪崩能量达2焦耳，是同类竞争产品的3倍左右，特别是电机应用可靠性很高。第六，GeneSiC产品主要关注的是Vth，在175度温度及1000V高电压情况下漂移从2V下降不到0.5V，同类而其他产品下降1V，均流、开关的一致性很好。此外，1200V 20毫安在800V母线电压下，短路耐受时间比其他产品长30%，系统有足够的时间反应和保护。总之，GeneSiC不仅开关特性最优，也兼顾了可靠性。
目前，纳微的碳化硅专注电动汽车应用和光伏及储能系统。DC-DC、DC-AC采用碳化硅设计，目的是把体积做小，效率更高，发热更少。SiC MOSFET从750V-6500V，目前在开发650V最新一代产品，预计在2023年第四季度量产。不同封装包括高压、大功率SOT-227以及普通贴片和插件封装。
GaN+SiC优势互补助力电动汽车应用
孙浩分享了纳微半导体GaNFast和GeneSiC在电动汽车上的应用。 为了顺应车载电源的发展趋势，车载电源设计需要在功率密度、生产制造性、高可靠性与低成本之间做权衡。而高功率密度是决定所有性能的一个必要指标。
纳微半导体有相应的有两大系列产品，分别是GaNFast和GeneSiC。GaNFast最主要的优势是解决驱动的问题。相对原始单管氮化镓驱动电路相对复杂、易受干扰，纳微将Driver和GaN做了集成，在芯片内部内置了驱动，可以让工程师在外部做简单的dV/dt控制，并提供了相应的2000V ESD耐受能力。在GaNFast基础上，下一代GaNSense具备短路保护、OTP及无损电流采样功能，支持更多的系统设计。
在电动汽车应用中，从200V到800V、900V的OBC，GaNFast和GeneSiC两大品牌可以共存。比如三相OBC用纯碳化硅，而单相OBC可以用GaNFast+GeneSIC混合设计；在高压和大功率主驱领域，纳微主推的是GeneSiC解决方案。
在主驱方面，基于GeneSiC系列可以支持从10kW到200kW的不同应用。针对400V和800V不同的电池系统，可以选用不同的750V的碳化硅或1200V碳化硅做主驱功率管。和传统的IGBT主驱相比，碳化硅因其独有的高温特性可以为主驱带来更高效率，从而改善续航里程。且与竞争对手相比，GeneSiC器件的高温表现和损耗明显优于竞争对手。
总之，纳微未来会重点专注大功率应用及新能源车应用，用双引擎推动电动汽车的持续发展。
赋能数据中心电源，加速实现双碳目标
徐迎春介绍了纳微半导体在数据中心电源领域做的开创性工作，旨在实现Electrify Our World™。
数据中心电源的趋势主要是更高功率密度和更高转换效率。随着数据中心耗电量逐年增长，数据中心的节能要求越发严苛：欧盟要求需要单路输出电源2023年需要满足钛金的效率的要求。同时随着人工智能的普遍应用，急剧增加的数据量导致数据中心所需更大的电源功率，功率密度越来越高。所以，未来2-3年，更高功率密度和更高效率的数据中心电源必然选择选择第三代半导体。而氮化镓、碳化硅目前在服务器电源处于从0到1的突破阶段，未来的发展空间非常巨大。
纳微独立开发完成了两个项目，样机是按照以可以直接量产的设计标准进行开发的。第一个样机就是满足钛金+要求下的1.3kW电源，在80plus钛金标准下，电源的半载效率需达到96%，最近在某客户端测试结果显示，从30%载到70%载条件下，效率均高于96%，符合服务器客户的钛金+效率的要求。在如此高的效率下，该电源保持时间还能做到16毫秒，且极性管采用二极管方案，成本具有极大优势，这在行业内处于领先地位。
另一款满足钛金效率的3.2kWCRPS电源，其功率密度接近100W/inch^3，同时满足80plus钛金效率标准要求，另外该电源在 2400W保持时间是14毫秒，2700W是12毫秒，3200W是10毫秒，是目前世界上领先的电源平台。该平台基于GaN的设计，和传统的硅方案比，功率密度提升了2.5倍以上。
纳微双引擎战略将引领下一代功率半导体市场机会
可以看出，纳微启动GaN + SiC双引擎新战略后，已升级为全球领先的、全面专注下一代半导体的公司。秉持全新发展战略，纳微将不再单一聚焦GaN，而是拥有GaN和SiC两个强大的翅膀，两者的结合将加速拓展下一代功率半导体市场机会，引领行业全新的发展思路和潮流。