隨著人工智能數(shù)據(jù)中心、電動汽車及其他高能耗應(yīng)用的全球能源需求激增，安森美半導(dǎo)體（onsemi）正式推出垂直氮化鎵（vGaN）功率半導(dǎo)體。該產(chǎn)品為這類應(yīng)用樹立了功率密度、效率與穩(wěn)定性的全新標(biāo)桿。這款具有開創(chuàng)性的下一代 “氮化鎵基氮化鎵”（GaN-on-GaN）功率半導(dǎo)體，通過化合物半導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)電流垂直傳導(dǎo)，能夠支持更高的工作電壓和更快的開關(guān)頻率，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。這一特性可讓人工智能數(shù)據(jù)中心、電動汽車（EV）、可再生能源以及航空航天、國防與安防領(lǐng)域的系統(tǒng)變得更小巧、更輕便。

亮點(diǎn)

專有的氮化鎵基氮化鎵技術(shù)可在更高電壓下垂直傳導(dǎo)電流，從而實(shí)現(xiàn)更快的開關(guān)和更緊湊的設(shè)計。

突破性解決方案可以減少能量損失和熱量，減少近 50% 的損失。

由安森美紐約錫拉丘茲研發(fā)團(tuán)隊(duì)開發(fā)，擁有 130 多項(xiàng)專利，涵蓋基礎(chǔ)工藝、器件架構(gòu)、制造及系統(tǒng)創(chuàng)新等領(lǐng)域。

安森美正在為早期訪問客戶提供 700V 和 1,200V 設(shè)備樣品。

核心創(chuàng)新

安森美半導(dǎo)體的 vGaN 技術(shù)是一項(xiàng)突破性的功率半導(dǎo)體技術(shù)，為 AI 與電氣化時代樹立了效率、功率密度和穩(wěn)定性的新標(biāo)桿。該技術(shù)由安森美半導(dǎo)體紐約錫拉丘茲工廠研發(fā)并制造，公司在垂直氮化鎵技術(shù)領(lǐng)域擁有 130 多項(xiàng)全球?qū)＠采w基礎(chǔ)工藝、器件設(shè)計、制造及系統(tǒng)創(chuàng)新等多個方面。

“垂直氮化鎵是行業(yè)的變革者，鞏固了安森美半導(dǎo)體在能效與創(chuàng)新領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位。隨著電氣化和 AI 重塑各行業(yè)，效率已成為衡量進(jìn)步的全新標(biāo)桿。功率產(chǎn)品組合中新增垂直氮化鎵技術(shù)，為客戶提供了實(shí)現(xiàn)無與倫比性能的終極工具。憑借這一突破，安森美半導(dǎo)體正在定義未來 —— 能效與功率密度將成為競爭力的核心要素。” 安森美半導(dǎo)體企業(yè)戰(zhàn)略高級副總裁迪內(nèi)希?拉馬納坦（Dinesh Ramanathan）表示。

重要意義

全球正進(jìn)入一個全新時代，能源已成為制約技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵因素。從電動汽車、可再生能源，到能耗超過部分城市的 AI 數(shù)據(jù)中心，電力需求的增長速度遠(yuǎn)超我們高效發(fā)電和輸電的能力。每節(jié)約一度電都至關(guān)重要。

安森美半導(dǎo)體的 vGaN 技術(shù)采用單片芯片設(shè)計，可承受 1200V 及更高電壓，能以超高效率實(shí)現(xiàn)高頻大電流開關(guān)。基于該技術(shù)打造的高端功率系統(tǒng)，能耗損失可降低近 50%；同時，更高的工作頻率還能使電容器、電感器等無源器件的尺寸縮減約50%。此外，與市售橫向氮化鎵器件相比，vGaN 器件體積縮小約三分之二。這使得安森美半導(dǎo)體的 vGaN 成為關(guān)鍵大功率應(yīng)用的理想選擇 —— 這些應(yīng)用對功率密度、熱性能和可靠性要求極高，包括：

AI 數(shù)據(jù)中心：減少組件數(shù)量，提高用于 AI 計算系統(tǒng)的 800V DC-DC 轉(zhuǎn)換器的功率密度，從而大大降低每個機(jī)架的成本。

電動汽車：打造更小、更輕、更高效的逆變器，可延長電動汽車的續(xù)航里程。

充電基礎(chǔ)設(shè)施：開發(fā)更快、更小、更堅(jiān)固的充電器。

可再生能源：增強(qiáng)太陽能和風(fēng)能逆變器的高壓處理能力，減少能耗損失。

儲能系統(tǒng) （ESS）：為電池轉(zhuǎn)換器和微電網(wǎng)提供快速、高效、高密度的雙向電源。

工業(yè)自動化：實(shí)現(xiàn)更小巧、散熱更佳、效率更高的電機(jī)驅(qū)動和機(jī)器人系統(tǒng)。

航空航天、國防和安全：更高的性能、增強(qiáng)的堅(jiān)固性和更緊湊的設(shè)計。

技術(shù)原理

目前市售的氮化鎵器件大多采用非氮化鎵襯底（主要為硅或藍(lán)寶石）。針對超高電壓器件，安森美半導(dǎo)體的 vGaN 采用 “氮化鎵基氮化鎵” 技術(shù)，允許電流垂直穿過芯片而非沿表面?zhèn)鲗?dǎo)。這一設(shè)計帶來了更高的功率密度、更強(qiáng)的熱穩(wěn)定性，以及極端條件下的穩(wěn)定性能。憑借這些優(yōu)勢，vGaN 技術(shù)超越了硅基氮化鎵和藍(lán)寶石基氮化鎵器件，具備更高的耐壓能力、更快的開關(guān)頻率、更優(yōu)的可靠性和更強(qiáng)的穩(wěn)定性。這使得研發(fā)更小巧、輕便、高效的功率系統(tǒng)成為可能，同時降低散熱需求和整體系統(tǒng)成本。核心優(yōu)勢包括：

功率密度高：垂直氮化鎵可在更小占地面積內(nèi)承受更高電壓和更大電流。

效率高：減少功率轉(zhuǎn)換過程中的能量損耗，降低發(fā)熱和散熱成本。

系統(tǒng)緊湊化：更高的開關(guān)頻率縮小了電容器、電感器等無源器件的尺寸。