氮化鎵（GaN）技術(shù)的全球領(lǐng)導(dǎo)者宜普電源轉(zhuǎn)換公司（Efficient Power Conversion Corporation, EPC，以下簡(jiǎn)稱(chēng)宜普公司）于今日向美國(guó)聯(lián)邦法院和美國(guó)國(guó)際貿(mào)易委員會(huì)提起訴訟，主張其基礎(chǔ)專(zhuān)利組合中的四項(xiàng)專(zhuān)利受到英諾賽科（珠海）科技有限公司及其子公司（以下統(tǒng)稱(chēng)英諾賽科）侵犯。 這些專(zhuān)利涉及宜普公司獨(dú)家的增強(qiáng)型氮化鎵功率半導(dǎo)體器件的設(shè)計(jì)與制造工藝的核心環(huán)節(jié)，且這些創(chuàng)新技術(shù)專(zhuān)利已成功將基于氮化鎵的功率器件從一個(gè)研究項(xiàng)目，發(fā)展成為一個(gè)可大批量生產(chǎn)的替代硅產(chǎn)品。使用氮化鎵器件的晶體管和集成電路，較使用硅基器件而言更高效，更輕巧且成本更低。

在本次所提交的起訴狀中，宜普公司詳述了總部位于中國(guó)廣東的英諾賽科公司招募兩名宜普公司員工并擔(dān)任其首席技術(shù)官和銷(xiāo)售及市場(chǎng)主管的相關(guān)細(xì)節(jié)。 兩人入職后不久，英諾賽科便推出了一套與宜普公司明顯相同的產(chǎn)品，并自稱(chēng)其產(chǎn)品在關(guān)鍵性能指標(biāo)上的表現(xiàn)與宜普公司產(chǎn)品幾乎相同。 近期，英諾賽科又宣稱(chēng)其許多產(chǎn)品與市場(chǎng)上現(xiàn)有產(chǎn)品（包括宜普公司的產(chǎn)品）“完全兼容"。此外，英諾賽科還策劃了大膽而積極的營(yíng)銷(xiāo)活動(dòng)，向宜普公司的客戶(hù)推銷(xiāo)其產(chǎn)品套件。

宜普公司聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Alex Lidow博士表示，“我一直堅(jiān)信公平合作是全球科技市場(chǎng)的根基。只有通過(guò)合作，我們才能釋放氮化鎵技術(shù)的潛力，支持世界能源安全，并助力可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。 而對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的有力保護(hù)和充分尊重，是相互信任和公平合作的必要條件?！?/span>

氮化鎵技術(shù)，通常稱(chēng)為 GaN，是一種寬帶隙半導(dǎo)體材料，越來(lái)越多地用于高電壓應(yīng)用。這些應(yīng)用需要具有更大功率密度、更高能效、更高開(kāi)關(guān)頻率、更出色熱管理和更小尺寸的電源。除了數(shù)據(jù)中心，這些應(yīng)用還包括 HVAC 系統(tǒng)、通信電源、光伏逆變器和筆記本電腦充電電源。


GaN將帶來(lái)電源管理變革

德州儀器 GaN 產(chǎn)品線(xiàn)負(fù)責(zé)人 David Snook 表示：“氮化鎵是提高功率密度和提高多種應(yīng)用中電源系統(tǒng)和電源效率的關(guān)鍵一步。在設(shè)計(jì)中使用 GaN 的公司數(shù)量正在迅速增長(zhǎng)。降低功耗和提高效率至關(guān)重要?！?/span>

在過(guò)去 60 多年里，硅一直是半導(dǎo)體電源管理元件的基礎(chǔ)，這些元件將交流 (AC) 轉(zhuǎn)換為直流 (DC)，然后根據(jù)各種應(yīng)用需求將直流電壓輸入進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從手機(jī)到工業(yè)機(jī)器人，不一而足。隨著元件的改進(jìn)和優(yōu)化，硅的物理特性已得到充分應(yīng)用。如今，在不增加尺寸的前提下，硅已無(wú)法在所需的頻率下提供更高功率。

因此，在過(guò)去十年間，許多電路設(shè)計(jì)人員轉(zhuǎn)向采用 GaN，以便在更小的空間里實(shí)現(xiàn)更高功率。許多設(shè)計(jì)人員對(duì)于該技術(shù)將在未來(lái)創(chuàng)新中發(fā)揮的潛能充滿(mǎn)信心，主要?dú)w因于以下三點(diǎn)：

原因 1：GaN 已取得發(fā)展。

做為半導(dǎo)體應(yīng)用，盡管 GaN 相對(duì)于硅來(lái)說(shuō)較新，但已經(jīng)發(fā)展了多年并具有一定可靠性。德州儀器 GaN 芯片通過(guò)了 4,000 萬(wàn)小時(shí)以上的可靠性測(cè)試。即使在數(shù)據(jù)中心等要求嚴(yán)苛的應(yīng)用中，其有效性也顯而易見(jiàn)。

David 表示：“隨著消費(fèi)者和企業(yè)對(duì)人工智能、云計(jì)算和工業(yè)自動(dòng)化等應(yīng)用的數(shù)據(jù)量的需求不斷增長(zhǎng)，全球范圍內(nèi)需要越來(lái)越多的數(shù)據(jù)中心。要使數(shù)據(jù)中心在不會(huì)過(guò)量增加能耗的前提下上線(xiàn)，需要實(shí)現(xiàn)更高效的服務(wù)器電源，而 GaN 是實(shí)現(xiàn)這類(lèi)電源的關(guān)鍵技術(shù)?！?/span>

原因 2：使用 GaN 的系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)可節(jié)省成本。

盡管現(xiàn)在按芯片級(jí)別比較，GaN 比硅昂貴，但 GaN 所帶來(lái)的整個(gè)系統(tǒng)的成本優(yōu)勢(shì)、效率和功率密度的提高超過(guò)了初始投資的價(jià)值。例如，在 100 兆瓦數(shù)據(jù)中心中，使用基于 GaN 的電源管理系統(tǒng)，即使效率增益僅為 0.8%，也能在 10 年間節(jié)約 700 萬(wàn)美元的能源成本。節(jié)約的能源足夠 80,000 個(gè)家庭，也就是大約一個(gè)小型城市，使用一年。

德州儀器電源設(shè)計(jì)服務(wù)團(tuán)隊(duì)總經(jīng)理 Robert Taylor 表示：“GaN 技術(shù)可在較高頻率下運(yùn)行，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)一些具有更低物料清單成本的拓?fù)浜图軜?gòu)。得益于較高的運(yùn)行頻率，工程師還可以在設(shè)計(jì)中選擇較小型的其他元件。GaN 提供了硅芯片所不支持的拓?fù)?，使得工程師可以靈活優(yōu)化其電源設(shè)計(jì)?！?/span>

原因 3：通過(guò)集成提升了性能和易用性。

GaN FET 需要專(zhuān)用的柵極驅(qū)動(dòng)器，這意味著需要額外的設(shè)計(jì)時(shí)間和工作量。不過(guò)，德州儀器通過(guò)在芯片中集成柵極驅(qū)動(dòng)器和一些保護(hù)功能，簡(jiǎn)化了 GaN 設(shè)計(jì)。

David 表示：“集成驅(qū)動(dòng)器有助于提高性能并提供更高的功率密度和更高的開(kāi)關(guān)頻率，從而提升效率并降低整體系統(tǒng)尺寸。集成提供巨大的性能優(yōu)勢(shì)并使用 GaN 簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，可使設(shè)計(jì)人員更大程度地利用這項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)?！?/span>

氮化鎵消費(fèi)類(lèi)應(yīng)用覆蓋更多場(chǎng)景，推動(dòng)行業(yè)創(chuàng)新

據(jù)yole預(yù)測(cè)，2027年氮化鎵在消費(fèi)類(lèi)領(lǐng)域的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到9.647億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到52%，消費(fèi)行業(yè)將占整個(gè)行業(yè)的48%。以快充為代表的消費(fèi)類(lèi)領(lǐng)域仍然是氮化鎵應(yīng)用的主要驅(qū)動(dòng)力。

據(jù)市場(chǎng)資料顯示，支撐氮化鎵快速上量的市場(chǎng)集中在消費(fèi)類(lèi)領(lǐng)域，如手機(jī)、筆電、電動(dòng)車(chē)快充等。據(jù)悉，英諾賽科目前已經(jīng)與OPPO、vivo、小米、聯(lián)想、榮耀、摩托羅拉等頭部手機(jī)品牌展開(kāi)合作，逐步將氮化鎵充電器作為手機(jī)標(biāo)配充電器投入市場(chǎng)，用戶(hù)接受度極高；安克、倍思、綠聯(lián)、努比亞等消費(fèi)類(lèi)電商也紛紛推出采用英諾賽科氮化鎵芯片的快充產(chǎn)品，包括安克聯(lián)合英諾賽科、南芯等發(fā)布的基于AllGaN技術(shù)的全氮化鎵快充，也迅速成為熱潮；與此同時(shí)，雅迪、臺(tái)鈴等電動(dòng)兩輪車(chē)廠商標(biāo)配的氮化鎵快充也迅速上量；2022年OPPO聯(lián)合英諾賽科在手機(jī)內(nèi)部主板首次導(dǎo)入英諾賽科40V 氮化鎵芯片，實(shí)現(xiàn)手機(jī)內(nèi)部氮化鎵應(yīng)用“零”的突破。

除了龐大的消費(fèi)電子市場(chǎng)，數(shù)據(jù)中心、汽車(chē)電子、新能源領(lǐng)域在AI、通信、自動(dòng)駕駛、儲(chǔ)能等新技術(shù)的推動(dòng)下，形成了氮化鎵相關(guān)器件的需求趨勢(shì)，機(jī)構(gòu)分析指出，英飛凌收購(gòu)GaN Systems正體現(xiàn)了GaN在汽車(chē)、數(shù)據(jù)中心、工業(yè)等應(yīng)用領(lǐng)域的未來(lái)發(fā)展前景。據(jù)了解，國(guó)內(nèi)頭部車(chē)企已經(jīng)率先將英諾賽科氮化鎵用于車(chē)載激光雷達(dá)產(chǎn)品上，并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

數(shù)據(jù)中心早已對(duì)氮化鎵趨之若鶩。一方面，在PUE逐漸成為新數(shù)據(jù)中心建設(shè)、舊數(shù)據(jù)中心改建的硬性指標(biāo)后，基于氮化鎵的服務(wù)器電源在實(shí)現(xiàn)更高功率密度的同時(shí)，更容易做到鈦金級(jí)別的能效。另一方面，與汽車(chē)48V汽車(chē)系統(tǒng)一樣，數(shù)據(jù)中心供電架構(gòu)也面臨轉(zhuǎn)變。對(duì)于云服務(wù)廠商來(lái)說(shuō)，48V DC/DC轉(zhuǎn)換器帶來(lái)的體積優(yōu)勢(shì)，將進(jìn)一步為數(shù)據(jù)中心降本增效。在今年三月份展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，英諾賽科對(duì)全鏈路氮化鎵數(shù)據(jù)中心解決方案做了全面介紹，并在現(xiàn)場(chǎng)展示采用InnoGaN 設(shè)計(jì)的全套方案，包括鈦金級(jí)2KW PSU，48V-12V 600W/1000W 電源模塊等，據(jù)介紹，全鏈路氮化鎵方案能夠幫助數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)減少50%的損耗。

隨著氮化鎵技術(shù)的不斷升級(jí)和迭代，各廠商的氮化鎵產(chǎn)品也逐漸豐富起來(lái)，而新市場(chǎng)、新領(lǐng)域的應(yīng)用需求也對(duì)氮化鎵的性能、產(chǎn)能及成本提出了更高的要求。以英飛凌、英諾賽科、安世半導(dǎo)體為代表的氮化鎵IDM企業(yè)或?qū)⒊蔀楣?yīng)主力。但英飛凌、安世半導(dǎo)體等仍停留在6英寸規(guī)模。英諾賽科是全球唯一一家8英寸硅基氮化鎵IDM廠商，當(dāng)前產(chǎn)能可達(dá)到每月10000片，相比之下，其產(chǎn)品在規(guī)模化量產(chǎn)和性?xún)r(jià)比方面優(yōu)勢(shì)更為明顯，集設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售于一體，也更能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品快速迭代，加速實(shí)現(xiàn)氮化鎵行業(yè)生態(tài)的構(gòu)建。