900V/1200V器件研發(fā)進度加速，e-mode GaN為何向更高耐壓擴張？

前言

現(xiàn)階段無論是服務(wù)器電源、通信電源，還是面向下一代數(shù)據(jù)中心的800VDC體系，電源系統(tǒng)都在向更高開關(guān)頻率、更小體積、更低損耗與更嚴(yán)苛安規(guī)/可靠性標(biāo)準(zhǔn)演進。在這一背景下，e-mode GaN器件從消費級應(yīng)用逐步開始加速走向服務(wù)器電源市場。

與傳統(tǒng)硅MOS相比，GaN在開關(guān)損耗、反向恢復(fù)與高頻能力上的優(yōu)勢，使其天然適合在服務(wù)器與通信電源中應(yīng)用，其高頻特性有助于降低磁性元件的體積，進而帶來功率密度提升。另外在實際應(yīng)用中，e-mode GaN以常關(guān)斷的器件特性，更貼近電源行業(yè)長期形成的驅(qū)動與保護邏輯，更易于相關(guān)行業(yè)工程師設(shè)計高效率、高可靠以及可規(guī)模量產(chǎn)的目標(biāo)電源產(chǎn)品。

也正因如此，越來越多e-mode GaN企業(yè)逐步補齊數(shù)據(jù)中心對氮化鎵器件應(yīng)用的核心訴求。下文我們將為您梳理這些當(dāng)下e-mode GaN企業(yè)，介紹旗下產(chǎn)品鏈路布局。

D-mode GaN企業(yè)

GaNFET.com對各大e-mode氮化鎵企業(yè)進行系統(tǒng)梳理，可見數(shù)十家知名高壓氮化鎵廠商赫然在列。

文中案例不分先后，按品牌首字母順序排列。

企業(yè)類型

在本次統(tǒng)計樣本中共有26家企業(yè)，其中Fabless企業(yè)11家、IDM企業(yè)11家；從占比來看，F(xiàn)abless與IDM模式各占50%。

在當(dāng)下氮化鎵企業(yè)在業(yè)務(wù)模式上非常多元，設(shè)計驅(qū)動的Fabless模式和制造一體化IDM模式兩種路線都同樣重要，沒有出現(xiàn)被哪一種模式徹底主導(dǎo)的情況。

國家分布

通過統(tǒng)計可見，氮化鎵企業(yè)分布高度集中在中國，中國以12家、占比54.55%明顯領(lǐng)先；美國5家（22.73%）位居第二；日本、德國、荷蘭、瑞士、英國各1家（各4.55%）。

高壓氮化鎵行業(yè)整體呈現(xiàn)出中國主導(dǎo)、歐美日等國分散布局的格局，說明當(dāng)前氮化鎵產(chǎn)業(yè)的企業(yè)數(shù)量重心已明顯向中國集中。

城市分布

從城市分布來看，氮化鎵企業(yè)主要集中在長三角與珠三角核心城市：杭州、蘇州各3家（各13.64%）并列第一；其余城市均為1家。

高壓氮化鎵行業(yè)整體呈現(xiàn)出向產(chǎn)業(yè)密集地區(qū)集聚的特征，體現(xiàn)出產(chǎn)業(yè)對產(chǎn)業(yè)鏈配套、資本與人才密集區(qū)的高度依賴。

Allpower銓力微

通過本次統(tǒng)計可見，銓力微的e-mode GaN主要覆蓋650V/700V/900V三個耐壓檔位，導(dǎo)通電阻大致分布在35mΩ到600mΩ，并配套多種封裝以適配不同功率密度與制造需求。在封裝層面可見，DFN5×6、DFN8×8側(cè)重緊湊布局與低寄生參數(shù)，適合高頻高功率密度設(shè)計；TO-252、SOT-223更偏向通用性；而TOLL/TOLT則提供更低導(dǎo)阻和更強的電流與散熱承載能力，面向更高功率、更高電流的電路應(yīng)用。

AOS萬國

從器件分布來看，萬國的e-mode GaN主要提供三類封裝，分別為：DFN5×6、DFN8×8與TOLL。其中DFN5×6聚焦700V平臺，導(dǎo)阻覆蓋140/190/240mΩ；DFN8×8同時覆蓋650V與700V，導(dǎo)阻分別提供70/80mΩ以及140/190/240mΩ；TOLL則面向更高功率與更強散熱需求，提供650V35mΩ與70mΩ兩檔低導(dǎo)阻選擇，利于降低導(dǎo)通損耗并提升連續(xù)功率輸出能力。

CGD

本次統(tǒng)計的CGD系列產(chǎn)品該系列統(tǒng)一為650V耐壓，覆蓋從低導(dǎo)阻到中高導(dǎo)阻的多檔位選擇，面向離線AC-DC、PFC/LLC、快充適配器以及高頻開關(guān)電源等典型場景，而在其他規(guī)格層面，導(dǎo)阻范圍從25mΩ~240mΩ，封裝方面提供DFN5×6、DFN8×8以及更大尺寸的BHDFN10×10三條路線，可見CGD在散熱性能、布局空間與系統(tǒng)集成度之間的差異化布局。

CorEnergy能華

本次統(tǒng)計的數(shù)據(jù)中，三款650V耐壓器件均面向市電輸入AC-DC場景應(yīng)用，從參數(shù)與封裝組合看，能華提供160mΩ與300mΩ兩檔導(dǎo)阻，其中160mΩ器件同時給出DFN8×8與DFN5×6兩種封裝版本，而300mΩ器件則至提供DFN5×6封裝。

DX氮矽

從本次統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，氮矽器件e-mode GaN以700V為主、少量650V器件，既滿足市電輸入應(yīng)用的耐壓裕量，也通過不同導(dǎo)阻檔位與多封裝路線，滿足多種需求。從規(guī)格分布看，氮矽e-mode GaN導(dǎo)阻跨度大，覆蓋從30mΩ~400mΩ；封裝層面則既有DFN5×6、DFN8×8用于緊湊型化設(shè)計的封裝，也提供TO252、TO220F、TOLL等更利于散熱與裝配的形態(tài)，便于各類電源平臺的快速落地選型。

Fantastichip梵塔

在本次統(tǒng)計中，梵塔這款e-mode增強型氮化鎵功率器件核心特征是半橋氮化鎵。器件定位在650V應(yīng)用，通過將半橋功率級以單器件形態(tài)呈現(xiàn)，直接面向高頻、高功率密度電源對“更短回路、更少器件、更高一致性”的需求，適合用于PFC、LLC、以及各類緊湊型AC-DC方案的功率開關(guān)應(yīng)用。

GaNPower量芯微

量芯微的e-mode增強型氮化鎵耐壓提供900V~1200V等級，面向工業(yè)以及數(shù)據(jù)中心等需要更高母線電壓、與更大功率的場景。從參數(shù)看，900V平臺提供120mΩ/170mΩ兩檔導(dǎo)阻，統(tǒng)一為DFN8×8；而1200V平臺則把導(dǎo)阻進一步做到65mΩ/70mΩ，同時覆蓋DFN8×8與TO263兩種封裝。

Infineon英飛凌

英飛凌在e-mode氮化鎵領(lǐng)域的器件產(chǎn)品同時覆蓋600V/650V/700V，既面向主流市電離線AC-DC也兼顧更高浪涌裕量或不同拓?fù)涞男枨螅粡膶?dǎo)阻維度看，范圍從25mΩ延伸至500mΩ，能對應(yīng)不同設(shè)計取向。具體到產(chǎn)品形態(tài)，英飛凌的e-mode提供DFN8×8、ThinPAK5×6/8×8、QFN小型化封裝以及TOLT/TOLL、DSO、DPAK更側(cè)重散熱與大電流應(yīng)用場景的封裝。此外，還有部分產(chǎn)品覆蓋半橋氮化鎵的集成形態(tài)，支撐從快充適配器到高功率服務(wù)器/工業(yè)電源等多種類產(chǎn)品落地。

Innoscience英諾賽科

英諾賽科的e-mode氮化鎵耐壓以650V/700V為主，并延伸到900V，導(dǎo)阻覆蓋26~600mΩ，滿足從主流市電AC-DC到更高母線需求的應(yīng)用。從規(guī)格與形態(tài)看，英諾賽科既有DFN8×8/DFN5×6的器件，也有TO220/TO220F/TO252等封裝，以匹配更大功率與更廣泛的工程落地需求。此外，在本次統(tǒng)計中還有900V耐壓器件，以補齊工業(yè)/服務(wù)器電源領(lǐng)域高耐壓母線應(yīng)用。

JOULWATT杰華特

JOULWATT杰華特在e-mode增強型氮化鎵（E-GaN）方向的一款代表性功率器件，整體特性突出“650V離線平臺+半橋集成+小型封裝”。從選型維度看，它面向市電輸入的AC-DC方案，強調(diào)用更高集成度的器件形態(tài)來降低功率級實現(xiàn)門檻：把半橋做進同一封裝，有利于縮短關(guān)鍵回路、降低寄生參數(shù)，并提升系統(tǒng)一致性與高頻工作下的可控性。

具體到型號JW1568K，其規(guī)格為650V耐壓、220mΩ導(dǎo)阻，采用QFN6×8封裝，并明確標(biāo)注為半橋氮化鎵：是。這一組合更偏向中等功率段與高功率密度設(shè)計：QFN6×8有利于緊湊布局與低電感互連，適合快充適配器、PFC/LLC等高頻拓?fù)?；?20mΩ的導(dǎo)阻定位則在效率、成本與體積之間做平衡，強調(diào)“集成度帶來的系統(tǒng)級收益”——用更少器件、更簡化的驅(qū)動與布局，換取更高的工程落地效率與穩(wěn)定性。

Navitas納微

納微的e-mode氮化鎵功率器件覆蓋650V/700V應(yīng)用，整體導(dǎo)阻跨度從18mΩ~450mΩ，從封裝與形態(tài)看，納微一方面大量采用QFN/PQFN5×6、6×8、8×8等小型封裝，另一方面也提供DPAK-4L、TOLL/TOLT等便于散熱設(shè)計的封裝，覆蓋更高輸出功率與更嚴(yán)苛熱設(shè)計需求。此外，還有部分器件為半橋氮化鎵設(shè)計，滿足緊湊型設(shè)計需求。

Nexperia安世

安世的e-mode氮化鎵在耐壓上覆蓋650V與700V，導(dǎo)阻從80mΩ延伸至350mΩ，既能滿足高效率、小體積的快充/適配器與高頻AC-DC設(shè)計，也給到更偏成本與系統(tǒng)折中的中高導(dǎo)阻選項。從封裝看，650V器件主要提供DFN8×8與DFN5×6；700V平臺則引入DPAK封裝，更貼合功率提升與散熱需求，同時也保留了DFN5×6封裝，為工程師提供了豐富的可選性。

PI帕沃英蒂格盛

PI在本次統(tǒng)計中收錄IMX2353F這款1700V耐壓、520mΩ導(dǎo)阻，采用InSOP-T28G封裝的氮化鎵器件，該器件可在200~1000V直流場景下運行，適配800VDC平臺應(yīng)用。

PRIMECHIP元芯

元芯e-mode增強型氮化鎵產(chǎn)品以700V耐壓為主，其均為半橋氮化鎵產(chǎn)品，三款產(chǎn)品在統(tǒng)一QFN6×8封裝下提供400mΩ、300mΩ、200mΩ導(dǎo)阻，低導(dǎo)阻版本更偏向更高輸出與更低導(dǎo)通損耗，高導(dǎo)阻版本則在成本、熱設(shè)計與效率之間做平衡；半橋形態(tài)進一步縮短關(guān)鍵回路、降低寄生與EMI風(fēng)險，提升高頻電源方案的效率效率并滿足量產(chǎn)一致性。

Prisemi芯導(dǎo)

芯導(dǎo)的e-mode氮化鎵產(chǎn)品覆蓋650V與700V耐壓，面向市電輸入AC-DC的適配器、PFC/LLC等高頻高功率密度應(yīng)用，從參數(shù)與封裝策略看，三款器件統(tǒng)一采用DFN8×8封裝，導(dǎo)阻覆蓋110~160mΩ，讓工程師在效率、耐壓裕量與系統(tǒng)成本之間更容易做快速權(quán)衡。

ROHM羅姆

ROHM羅姆的e-mode增強型氮化鎵（E-GaN）功率器件，產(chǎn)品特性突出“650V主流離線平臺+低導(dǎo)阻取向+面向功率密度的封裝組合”。從耐壓維度看，四款器件均鎖定650V，覆蓋市電輸入AC-DC的主戰(zhàn)場；從損耗維度看，導(dǎo)阻檔位集中在50/70/130mΩ，整體偏向中低導(dǎo)阻，體現(xiàn)羅姆在高效率、低導(dǎo)通損耗應(yīng)用上的取向，適合快充適配器、PFC/LLC等高頻高功率密度電源設(shè)計。

具體到封裝與型號，ROHM采用兩條典型路線：一類是DFN8080CK（對應(yīng)50mΩ、70mΩ、130mΩ），更強調(diào)緊湊布局、低寄生與高頻開關(guān)性能；另一類是TOLL-8N（70mΩ），更偏向更強散熱能力與更高連續(xù)功率輸出需求?？傮w來看，這組E-GaN器件以650V平臺為基座，通過“DFN高密度+TOLL強散熱”的封裝組合覆蓋不同功率段，并用低導(dǎo)阻檔位強化效率優(yōu)勢，便于在體積、熱管理與系統(tǒng)效率之間做更精細(xì)的工程權(quán)衡。

SSDI

本次收錄的SSDISGR15E90M，其規(guī)格為900V耐壓、160mΩ導(dǎo)阻，采用TO254封裝，適合工業(yè)電源、新能源汽車、服務(wù)器電源等需要更高電壓母線的應(yīng)用。

ST意法

本次收錄的意法半導(dǎo)體的e-mode增強型氮化鎵器件在產(chǎn)品特性非常明確，其全部聚焦650V耐壓，且清一色為半橋氮化鎵器件，面向AC-DC的高頻高功率密度應(yīng)用。從規(guī)格分檔看，MasterGaN系列以統(tǒng)一的QFN9×9封裝承載不同導(dǎo)阻檔位，形成清晰的功率段覆蓋MasterGaN1/1L/2偏向中等功率與效率平衡，MasterGaN3/4/4L面向更寬的成本與熱設(shè)計需求，MasterGaN5則更適合功率更小或更強調(diào)集成與簡化設(shè)計的場景，覆蓋不同功率等級，便于高頻電源的集成化與快速落地。

Tagore泰高技術(shù)

本次統(tǒng)計收錄的泰高技術(shù)的具體型號TTHB100NM，其規(guī)格為650V耐壓、100mΩ導(dǎo)阻，采用QFN8×10封裝，且為半橋氮化鎵設(shè)計，適合在快充適配器、PFC/LLC等高頻功率級中應(yīng)用，配合集成半橋的形態(tài)進一步強化器件高頻開關(guān)優(yōu)勢。

TI德州儀器

德州儀器的e-mode增強型氮化鎵耐壓維度覆蓋600V/650V為主，并延伸到700V；導(dǎo)阻從25mΩ~270mΩ，能同時覆蓋消費級快充、適配器到工業(yè)/通信電源、服務(wù)器電源等多種電源場景應(yīng)用。從形態(tài)與封裝看，德州儀器一方面是650V半橋GaN；另一方面是覆蓋面更廣的分立器件系列，封裝從QFN32、VQFN一路到TOLL與QFM，既滿足緊湊高頻布局，也兼顧更強散熱與更高功率輸出需求。

充電頭網(wǎng)總結(jié)

通過本次統(tǒng)計數(shù)據(jù)可見，當(dāng)下e-mode GaN正在從消費級快充的成熟應(yīng)用，逐步走向服務(wù)器電源與通信電源的主功率舞臺。本文梳理的24家e-mode GaN企業(yè)可以看到，器件耐壓以650V/700V為主，900V、1200V乃至更高電壓擴展；導(dǎo)阻覆蓋從低導(dǎo)阻到中高導(dǎo)阻的多檔位；封裝路線既有DFN/QFN等小型化形態(tài)，也有TOLL/TOLT/TO系列等更強調(diào)散熱與裝配的封裝。此外，隨著近期800VDC等新架構(gòu)對效率、功率密度與可靠性的要求進一步增加，e-mode GaN的優(yōu)勢將持續(xù)擴大。

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