從10月20日正式登陸納斯達(dá)克起，“納微半導(dǎo)體”這個(gè)名字，就與GaN結(jié)下了不解之緣。

作為一家以GaN起步、因GaN聞名世界、用GaN造福百行百業(yè)的半導(dǎo)體芯片公司。納微半導(dǎo)體一路走來(lái)屬實(shí)不易，如今隨著這條賽道的持續(xù)爆火，多年來(lái)的艱辛也終獲成果。截止目前，納微半導(dǎo)體旗下的GaNFastTM產(chǎn)品出貨量已經(jīng)達(dá)到三千萬(wàn)顆，并獲得了包括小米、OPPO、聯(lián)想、DELL等全球超過(guò)140款品的認(rèn)可，并在未來(lái)12個(gè)月還將有大約150款左右產(chǎn)品陸續(xù)上市。

之所以堅(jiān)定的選擇GaN賽道，主要是因?yàn)榈壀?dú)特的優(yōu)勢(shì)特性。GaN跟傳統(tǒng)硅有很大的區(qū)別，比如GaN的開(kāi)關(guān)速度比硅快20倍，體積和重量更小，某一些系統(tǒng)里可以節(jié)能40%左右，對(duì)于實(shí)現(xiàn)國(guó)家的碳中和目標(biāo)很有助益。它的功率密度可以提升3倍，我們搭配快充的一些方案，在達(dá)到相同效果的同時(shí)，充電速度提升3倍以上。

納微半導(dǎo)體銷售營(yíng)運(yùn)總監(jiān)李銘釗Edwin道出了實(shí)情：“同樣的體積，同樣的充電速度，用硅的方案來(lái)做成本非常貴，利用氮化鎵，系統(tǒng)待機(jī)節(jié)約20%左右。納微氮化鎵能夠節(jié)能，是實(shí)現(xiàn)碳排放、碳中和非常重要的手段，每出貨一個(gè)氮化鎵功率芯片一年可以減少4公斤的二氧化碳。用硅的方案做一個(gè)服務(wù)器電源，可能有一千個(gè)零件在里邊，用氮化鎵做出來(lái)的話，可能只是用到600多個(gè)零件，減少400個(gè)零件。”

GaN芯片為什么要全集成化？

熟悉第三代半導(dǎo)體的都知道，如今的功率氮化鎵，正在向兩大流派行進(jìn)，其中之一是dMode常開(kāi)型，另一大流派則是eMode常關(guān)型陣營(yíng)，這也是納微半導(dǎo)體當(dāng)前的路線。但納微半導(dǎo)體的技術(shù)與傳統(tǒng)的常關(guān)型路線不同，在傳統(tǒng)基礎(chǔ)之上，納微針對(duì)驅(qū)動(dòng)、保護(hù)和控制電路等做了更多的集成，打造出一體化的全集成芯片。

之所以做“全集成”，主要是由于一方面，傳統(tǒng)的硅器件參數(shù)不夠優(yōu)異，它的開(kāi)關(guān)速率、開(kāi)關(guān)頻率都受到極大的限制，通常可以看到基于硅器件的電源系統(tǒng)設(shè)置都是在65kHz到100kHz的開(kāi)關(guān)頻率范圍，因?yàn)殚_(kāi)關(guān)比率比較低，導(dǎo)致它的儲(chǔ)能元件，相對(duì)電感、電容用的尺寸都比較大，電源的功率密度會(huì)相對(duì)比較低，業(yè)界通常的功率密度小于0.5W/cc。其次，分立式氮化鎵因?yàn)槭芟抻隍?qū)動(dòng)線路的復(fù)雜性，如果沒(méi)有把驅(qū)動(dòng)集成到功率器件里，受限于外部器件的布局、布線參數(shù)的影響，開(kāi)關(guān)頻率沒(méi)有發(fā)揮到氮化鎵本來(lái)發(fā)揮到的高度。所以，對(duì)比于普通的硅器件大概只有2到3倍開(kāi)關(guān)頻率的提升，可想而知功率密度的提升也是相對(duì)比較有限的。

納微半導(dǎo)體高級(jí)應(yīng)用總監(jiān)黃秀成表示：“我們看到我們的友商或者同行，相比于傳統(tǒng)的電源適配器，或者電源解決方案，他們可以設(shè)計(jì)出相對(duì)比較高的功率密度，但是也沒(méi)有遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到1W/cc的數(shù)字。納微的功率氮化鎵器件，集成了控制、驅(qū)動(dòng)和保護(hù)在里面，就可以不依賴于外部集成參數(shù)影響，開(kāi)關(guān)頻率可以充分地釋放，目前我們主流的開(kāi)關(guān)頻率在電源適配器這塊是300、400K，在模塊電源已經(jīng)有客戶設(shè)計(jì)到了MHz。所以，經(jīng)過(guò)集成的方案之后，開(kāi)關(guān)頻率、開(kāi)關(guān)速度的潛能被釋放，所以我們?cè)O(shè)計(jì)出來(lái)的功率密度比傳統(tǒng)的硅或者分立式的氮化鎵高了好多，目前我們有好多案子遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1W/cc的數(shù)字?！?/p>

從此，納微半導(dǎo)體也成為全球首家，也是唯一一家集成氮化鎵器件和驅(qū)動(dòng)、控制和保護(hù)電路在一個(gè)芯片上的公司。黃秀成告訴記者：“氮化鎵上做芯片確實(shí)是納微的原創(chuàng)，納微的團(tuán)隊(duì)在這方面積攢了非常非常多的經(jīng)驗(yàn)，從2000年初就開(kāi)始研究氮化鎵。已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了超過(guò)130多項(xiàng)關(guān)于功率芯片的專利，所以，它的技術(shù)壁壘是在的，包括怎么樣設(shè)計(jì)PDK，包括GaN，這是全新的一個(gè)領(lǐng)域，能在氮化鎵上做邏輯電路、驅(qū)動(dòng)電路，在簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)上怎么實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能，這些都是有技術(shù)專利，也就是所謂的技術(shù)壁壘，它的難度還是很高的?！?/p>

作為第一個(gè)“吃螃蟹”的公司，黃秀成坦言當(dāng)中確實(shí)走過(guò)了很多不容易的路，通過(guò)不停的探索，也有納微自己專屬的PDK，所以現(xiàn)在做氮化鎵芯片會(huì)更加輕車熟路一些，包括納微半導(dǎo)體現(xiàn)在開(kāi)發(fā)的GaNSenseTM，之前的GaNFastTM，開(kāi)發(fā)周期越來(lái)越短，相比之前開(kāi)發(fā)第一款芯片，整個(gè)設(shè)計(jì)周期、生產(chǎn)周期都達(dá)到大幅度下降。

從快充到服務(wù)器 GaN如何降本增效？

目前，無(wú)論是納微半導(dǎo)體還是業(yè)界其他開(kāi)辟了GaN芯片業(yè)務(wù)的廠商，應(yīng)用場(chǎng)景主要都還是集中在手機(jī)充電器領(lǐng)域。究其原因，第一，手機(jī)電池用量越來(lái)越大，從過(guò)去的可能兩千毫安時(shí)左右，到現(xiàn)在已經(jīng)提升到了五千毫安時(shí)，所以電池變大了，氮化鎵可以讓充電時(shí)間減少，電池體積變小。氮化鎵的優(yōu)勢(shì)在于提升充電器的功率，消費(fèi)者用很短的時(shí)間，就能把手機(jī)電池充滿。另外，相關(guān)電子設(shè)備使用越來(lái)越多，可能有A口有C口，多頭充電器是非常大的市場(chǎng)，也是讓氮化鎵能夠發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)的非常好的平臺(tái)。

因此，除了充電器之外，平面電視，游戲機(jī)，平板，這些都是納微半導(dǎo)體關(guān)注的消費(fèi)類產(chǎn)品，納微半導(dǎo)體銷售運(yùn)營(yíng)總監(jiān)李銘釗表示：“因?yàn)檫@些產(chǎn)品期望做到更小更輕，大約每一年有20億美金左右的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。另外一個(gè)巨大的市場(chǎng)是數(shù)據(jù)中心，一年利用氮化鎵可以省19億美元左右的電費(fèi)，這是非常巨大的。另外一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景就是太陽(yáng)能，通過(guò)提升效率，可以把太陽(yáng)能的逆變器可以放在家里邊非常小的地方，消費(fèi)者可以用到更便宜的電力。”

但當(dāng)前GaN尚處于市場(chǎng)鋪量的初期，成本依然是很多場(chǎng)景面臨的大問(wèn)題。對(duì)此，黃秀成指出：“我們的成本還在逐漸降低。在價(jià)格方面，價(jià)格不等同成本，會(huì)有策略、戰(zhàn)略，還有體量等等各方面的因素去決定我們的價(jià)格的策略。跟友商相比，我們極具競(jìng)爭(zhēng)力，面對(duì)友商或者傳統(tǒng)硅的競(jìng)爭(zhēng)，納微還是被很多客戶選用了，說(shuō)明成本和價(jià)格不是阻攔我們的因素，我們目前成本和價(jià)格已經(jīng)做得非常接近硅的成本了。我們可以預(yù)見(jiàn)2022年末到2023年，同等Rdson的GaN幾乎可以做到和硅成本一致?！?/p>

而且，李銘釗告訴記者：“透過(guò)使用氮化鎵這種器件，可以減小整個(gè)系統(tǒng)的成本。比如原本要用硅的器件生產(chǎn)一個(gè)適配器，在里邊還需要添加一個(gè)散熱器的部分，這當(dāng)中的金屬材料是錢(qián)，在PCB周邊很多材料，PCB面積也需要錢(qián)。另外一點(diǎn)就是，還有周邊的整個(gè)的元件這些，零件多了也是錢(qián)。氮化鎵已經(jīng)在這部分做到很多成本的減少?！?/p>

作為能夠囊括海量應(yīng)用場(chǎng)景需求的GaN大廠，盡管在當(dāng)前全球“缺芯潮”嚴(yán)重的當(dāng)下，納微半導(dǎo)體依然表示在產(chǎn)能方面也非常有保證，李銘釗總結(jié)到：“在整個(gè)供應(yīng)鏈部分，過(guò)去幾款小米、OPPO和聯(lián)想的產(chǎn)品，他們?cè)隽慷际遣恍〉?。納微現(xiàn)在完全具備可以供應(yīng)整個(gè)消費(fèi)類海量需求，現(xiàn)在我們交付的時(shí)間是12到13周左右，這12、13周可以供應(yīng)給任何一個(gè)優(yōu)秀手機(jī)項(xiàng)目。只要客戶在12周之前提供計(jì)劃給我們，我們基本上12到13周就能交付了?！蓖癸@出納微半導(dǎo)體強(qiáng)大的供應(yīng)鏈管理能力。