從家用電器、筆記本電腦和數(shù)據(jù)中心到電動汽車，電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)是每個電子設備的核心。在這個與 Wise-Integration 首席執(zhí)行官 Thierry Bouchet 的播客中，我們將發(fā)現(xiàn) GaN 在電源轉(zhuǎn)換解決方案中的優(yōu)勢。Wise-Integration 是 CEA-LETI 的衍生公司，是一家從臺積電開發(fā) GaN 集成解決方案的公司，以使電源小型化并提高能源效率。

電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)是每個電子設備的核心，從家用電器到筆記本電腦再到數(shù)據(jù)中心，還有電動汽車。隨著硅基 MOSFET 和功率器件接近其物理極限，功率工程師已開始轉(zhuǎn)向氮化鎵來提高性能并減小整體解決方案尺寸。為了實現(xiàn)更小的外形尺寸和更高的效率，越來越多的電源設計人員正在使用基于 GaN 的晶體管而不是基于硅的器件。

因此，作為一種材料，GaN 在許多電源應用中似乎比硅具有顯著的內(nèi)在優(yōu)勢。它不是新的，并且已經(jīng)在市場上出現(xiàn)了很多年。然而，對于幾乎所有涉及模擬世界的事物，尤其是如我所提到的，在電源方面，它似乎是一種自然的技術(shù)。那么，考慮到它的優(yōu)勢，為什么它沒有像您預期的那樣深入市場呢?GaN 現(xiàn)在在哪里贏得業(yè)務?

所以今天，我認為與往常一樣，當您引入一項新技術(shù)時，主要是針對半導體行業(yè)，這需要時間。如果您正在尋找碳化硅滲透市場和市場，則始終需要 10 年的工作時間才能獲得資格并生產(chǎn)該技術(shù)。而對于 GaN，情況就不一樣了，因為在技術(shù)層面上管理 GaN 更容易，因為它是一種與 CMOS 兼容的技術(shù)。但是，獲得資格并達到良好的成熟度總是需要時間。

因此，事實上，這需要比預期更多的時間，主要是將您的技術(shù)置于量產(chǎn)水平，因為對于許多提供 GaN 解決方案的代工廠來說，該案例仍處于家庭階段。因此，這意味著我們需要對產(chǎn)品進行一些認證，以便為客戶提供良好的成熟度。所以這需要時間。所以這就是為什么現(xiàn)在市場上已經(jīng)失去了四到五年的宣傳來解釋技術(shù)的好處，解釋它也是強大的技術(shù)。

所以今天，GaN 滲透到消費市場，因為它是展示 GaN 作為量產(chǎn)技術(shù)能力的最佳方式。而且在產(chǎn)品資質(zhì)方面也更容易從消費市場入手。

因此，就 GaN 技術(shù)的挑戰(zhàn)而言，您還提到了一些市場。那么GaN技術(shù)面臨哪些重大挑戰(zhàn)?例如，在 GaN 方面是否存在一些技術(shù)限制的問題?

是的。因此，GaN 技術(shù)是在與 CMOS 兼容的工藝上完成的，但您只有 NMOS 作為功能可用。所以不可能像我們在硅片上那樣做一個復雜的邏輯函數(shù)。因此，這意味著使用 GaN 進行集成并不像使用硅那樣容易。因此這是一個限制，因為預計 GaN 將挑戰(zhàn)中壓硅。GaN 的一個關(guān)鍵優(yōu)勢是它是一種橫向器件。因此，您可以進行單片集成，將驅(qū)動器、保護以及許多功率晶體管集成在同一個芯片中。

而今天，由于我們只有 NMOS 可用，它受到了限制;我們沒有 PMOS 功能。所以不可能像我們用硅做的那樣制造一個完整的 CMOS 器件。

例如，GaN 主要用于電動汽車車載電源的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器，但也用于該市場的其他電源。因此，GaN 提高了效率并減小了尺寸，尤其是在 48-V 總線系統(tǒng)中，尤其是在汽車中越來越多地使用該系統(tǒng)。因此，有幾個 GaN 器件概念。你能告訴我你的考慮嗎?你能告訴我你的發(fā)展方向是什么嗎?

事實上，您可以將 GaN 主要用于連接到電網(wǎng)的所有應用，例如接近 230 V 或 110 [V]。因為就 GaN 本征材料能力而言，使用 GaN 是最佳配置。但它在 DC/DC 應用的低電壓下也很有趣，因此您適合 LiDAR 的汽車應用。這一切都非常有趣，但我認為它不那么有趣，因為材料的能力并不比硅好多少。您唯一可以管理并且可以擁有的是 GaN 的側(cè)向開關(guān)功能，當您使用在高頻下工作的系統(tǒng)時，它可以提高低壓下的性能。

因此，Wise-Integration 主要專注于 650V 技術(shù)，適用于所有 AC-DC 應用和許多電源。因為我們認為這是 GaN 在系統(tǒng)級發(fā)揮最大優(yōu)勢的最佳場所。因此，對客戶而言，優(yōu)勢也是尺寸減小、功率密度的提高以及改進的能力。所以它是一種更好的材料，因為今天，GaN 在成本方面是硅的一個很好的挑戰(zhàn)者。在不久的將來，我們可以估計它可能會更便宜，并且隨著您減少系統(tǒng)內(nèi)的無源器件數(shù)量，增加頻率，您可以想象，您可以將目標定為可以減少物料清單系統(tǒng)。因此，當您使用 AC-DC 轉(zhuǎn)換器時，情況確實如此。