给绿色地球的一份礼物：英诺赛科用GaN助力碳减排行动

集微网消息，12月20日-21日，2021年第十六届“中国芯”集成电路产业促进大会暨“中国芯”优秀产品征集结果发布仪式在珠海举办。在21日同期举办的宽禁带半导体助力碳中和发展峰会上，英诺赛科科技有限公司（以下简称“英诺赛科”）副总经理王怀锋发表了《给绿色地球的一份礼物——GaN》的精彩演讲。

英诺赛科副总经理王怀锋

GaN功率器件：提升系统效率，减少功率损耗

在本次峰会上，王怀锋指出，“工业革命至今已经历4次，我们正经历的是第四次工业革命——数字化。这次工业革命的显著特点就是人工智能、5G、智能驾驶、绿色能源等。”

在数字时代的世界里，我们用智能终端（端），通过高速通讯（管）以及数据中心（云）实现万物互联。与此同时，出现了新的应用场景，比如AI、大数据和数据处理中心，还有电动汽车和自动驾驶等。

王怀锋认为，“这些新应用场景的出现，将会使全球电力的需求急剧增长，到2030年全球电力需求比2020年增长50%以上。有电的地方就需要有电的转换，未来将需要更多的功率器件来推动产业发展。”

更值得关注的是，用电的大幅增加也将导致能耗的增加，这与碳达峰、碳中和等绿色生态的要求形成了较大的矛盾。

“在用电过程中减少电的损耗是我们减少二氧化碳排放的关键。在这方面，有数据显示，使用5G的能源消耗将会比4G高70%。据估计，在2025年全球数据中心的能耗将会占整个全球总能耗的18%，这是能耗的增长点。因此，在用电增长的情况下减少排放，意味着在电转换的过程中对损耗提出了非常高的要求。”王怀锋谈到。

数字时代产业的特点是绿色、高效、智能，因此，更高的电源效率、减少组件以节省电力损耗迫在眉睫。

王怀锋认为，在电的转换过程中功率器件的损耗完全是浪费的，硅功率器件达不到我们现在对环境碳排放的综合标准。而GaN材料具备的高开关频率、低导通电阻、小尺寸、多功能的材料优势，使得GaN功率器件获得更高的系统效率、更少的功率损耗、紧凑的外形和更简化的系统设计。GaN功率芯片性能大幅提升，同时能让系统体积大幅缩小，系统能耗大幅降低，更利于碳减排。

此外，GaN的出现可能成倍地提升器件的性能，给产业应用带来巨大的系统优势。“功率器件是个通用的器件，在每个用电的地方都有功率芯片，只是形式存在不同。不同应用场景对功率器件的需求不一样，在消费、工业、汽车等不同的场景，GaN功率器件都能为产业提升贡献力量。”王怀锋表示。

氮化镓是绿色地球的一个礼物

在新机遇下，GaN的全球产业化竞争也正愈演愈烈。从2009年开始，首颗EPC 100V功率GaN FET面市至今，高低压GaN功率芯片出货量均达到千万级，产业化技术成熟，市场开始爆发，全球GaN主流企业随之崛起，英诺赛科就是其中的佼佼者。

据王怀锋介绍，“英诺赛科2015年12月份成立，2017年11月在珠海通线投产投产，2019年低压和高压的GaN器件量产出货。2021年是英诺赛科启航的元年，苏州的工厂通线投产，高低压芯片的出货量显著的增加，已突破4000万颗 ，规模化量产技术成熟。”

值得一提的是，英诺赛科采用IDM商业模式,集芯片设计，外延生长、芯片制造、可靠性与失效分析于一体的全产业链生产模式，采用8寸的硅基氮化镓，产品成本与价格具有绝对竞争优势；与此同时，英诺赛科还具备完善的可靠性和失效分析平台，产品更新迭代更快。此外，英诺赛科还是目前全球唯一拥有ASML光刻机先进制程的GaN企业，与全球主要竞争对手对比，优势显著。英诺赛科目前可以月产1万片8英寸的硅基氮化镓晶圆，电压范围可以覆盖30~650V。

新事物的出现，离不开事物的发展规律，即都是从比较容易接受的市场逐渐转向高端市场渗透。GaN也同样如此，随着产业化技术成熟，GaN功率器件目前形成了两大成熟生态。王怀锋指出，一个是快充，快充是GaN应用市场的先锋，快充市场是一个比较成熟的市场，也是多家供应链共同竞争的领域。另一个是手机的OVP应用，目前英诺赛科氮化镓芯片产品已覆盖这两大生态市场范围。

除了这两大成熟的生态市场外，GaN重点聚焦的还包括数据中心电源、新能源汽车等应用场景。

在数据中心电源方面，GaN可以解决大ASIC芯片的供电瓶颈，例如能有效满足数据中心高算力需求的GPU的供电电流需求已大于1000A。GaN高频优势，可以有效减少供电系统的面积，实效高功率密度供电。采用GaN的数据中心更节能，据测算，一台机柜每年节能等效于少排放8吨二氧化碳。以数据中心的耗电量占比18%来算，GaN对此贡献突出。

对于新能源汽车应用场景，王怀锋表示，GaN是激光雷达的刚需，Si和SiC都没办法解决它快速开关的要求。激光雷达是GaN进入汽车领域的第一个应用场景，此外GaN在车上的应用场景还包括DC-DC、车载充电机等。

王怀锋认为，GaN是绿色地球的一个礼物，它的发展刚刚开始，需要产业链一起努力，把GaN这棵小树培养成大树。

值得一提的是，在本次“中国芯”评选活动中，英诺赛科的高压GaN HEMT/INN650DA260A产品脱颖而出，荣获了中国芯“优秀技术创新产品”的称号。（校对/落日）