化合物半导体硅基氮化镓的“芯”机遇

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SEMICON China 2020同期功率及化合物半导体国际论坛2020于今日在上海召开，英诺赛科（珠海）科技有限公司董事长骆薇薇以《硅基氮化镓产业发展“芯”机遇》为主题发表了演讲。她指出，化合物为半导体产业发展打开了一扇新的大门，也为产业未来的发展带来了全新的机遇和空间。

新时代需要化合物半导体的支持

时代是机遇的最大缔造者。骆薇薇指出，每隔70到80年就会进入一个全新的工业革命，开创一个全新的时代。而今我们再一次站在了历史的转折点上，迎来了第四次工业革命，相关产业开始向智能化时代发展。在这样的一个全新的时代，产业会发生重大的变化，产业格局也会随时随之改变。

今年5月，国务院政府工作报告正式将新基建上升为国家战略，该战略发展纲要有利于推动新智能化时代的全新产业格局的建立和发展。目前，我们正处于高速发展的时代，也是一个非常特别的时代。

以数字化和智能化为核心的新时代、新产业，需要用芯片来支持它们的发展。骆薇薇认为：“以我们当前的芯片的需求量为基础，在未来十到二十年，我们将会迎来芯片产业的一个爆发性的增长。”

同时，骆薇薇也指出，由于我们的时代变了，产业格局变了，那么我们对芯片的需求也随之发生了一些改变。她补充道：“传统的硅产业发展了七十年，在很多领域这种材料已经不能满足未来产业的发展需求。我们需要体积更小，效率更高，更加节能高效的材料，化合物的出现就满足了这种市场需求，第三代半导体材料——氮化镓就是其中的一种。”

从应用的角度上来看，氮化镓的优势在于工作频率高、开关速度快，单位面积的阻抗低，以及功率密度高。具体来看，由于氮化镓器件具有高频的特性（是传统硅的五倍以上），因此，相关的电容电感可以大幅度减小，这也就意味着终端应用的体积可以大幅度的缩小。开关速度快使得相应的脉冲变窄，脉冲电流大，将这种特性应用于激光雷达领域就可以探测更远的距离。单位面积阻抗低，也就意味着发热可以大幅度降低，将之应用于在类似数据中心这样的领域中可大幅度的降低能耗。骆薇薇表示：“氮化镓可以应用于很多领域，同时，根据各种行业的预测，硅基氮化镓将在未来几年迎来黄金发展周期。”

骆薇薇表示：“相信在未来的几年，市场中会出现越来越多的硅基氮化镓的方案，在不久的未来，氮化镓器件能够取代很多硅器件成为市场主流方向之一。”同时她也补充道：“在新时代的背景下，氮化镓作为半导体世界中的后浪，也会引领一些企业乘风破浪。”

氮化镓路在何方

要想取代市场中的传统的硅器件，氮化镓需要解决的是在性能和性价比上的问题。就目前市场情况来看，功率器件是氮化镓可替代硅产品的主要方向之一。而功率器件又可以广泛地应用于消费电子、工业和汽车领域。

在低压氮化镓领域，就消费电子领域而言，手机是消费电子中的一大品类，伴随着5G时代的到来，手机对功耗更加敏感。氮化镓的特性就能很好地满足未来5G手机的需求，成为未来5G手机供电的一部分。在数据中心方面，根据英诺赛科提供的解决方案上看，他们的氮化镓方案，对比硅方案的综合效率提升近6%，能耗可降低40%。除此之外，在人工智能和激光雷达方面，氮化镓都满足市场所需。

在高压领域，目前，高压氮化镓芯片的主要应用领域是手机快充领域。骆薇薇介绍，目前，市场上可量产用于快充的650V氮化镓芯片的厂商一共有三家，英诺赛科就是其中的一家。据骆薇薇介绍，到目前为止呢，用于快充的氮化镓芯片总体的出货量已经超过了一千万颗，其中，起步最晚发展速度相对比较快的英诺赛科的出货量也已经超过了200万颗。但同时，骆薇薇也指出，与此相关的驱动以及控制芯片还主要是由欧美企业所掌控，这也使得本土企业在发展推广氮化镓产品的过程中受到了一些限制。

（英诺赛科推出的氮化镓快充方案）

如何抓住机遇

骆薇薇认为，如何抓住氮化镓的发展机遇，是企业需要思考的事情。目前，我们在市场上已经可以看到非常多氮化镓芯片的身影，这也就意味着氮化镓的能力得到了市场的认可和接受。

她认为，在产业技术的成熟同时，需要打造一个完善的产业平台去支撑这个技术的发展，这也是一件十分重要的事。有了产业基础，有了平台还需要考虑成本问题，因此，商业模式的选择也十分重要。除此之外，生态链的建设对于氮化镓的发展也起到了关键作用，在这个过程当中，需要产业链上下游的合作伙伴一起来构建这个生态。

对于企业而言，在技术和平台发展的支撑下，企业首先要考虑的就是要全面提升产业化能力。以氮化镓技术的发展经历来看，2012年，业界第一颗600V的氮化镓芯片就通过了JEDEC，2018年，650V功率 GaN IC 面市，2019年，650V功率氮化镓市场被打开。骆薇薇透露，在提升产能方面，英诺赛科位于苏州的工厂即将建设完成，将在今年9月搬入设备，明年开始进入量产，将形成6.5万片/月的产能，为市场提供充足的保障。

最后，骆薇薇表示，对于氮化镓这个产业来说，在这个战场上，我们今天产业内部的所有的朋友都是并肩作战的战友，我们面对着同样的机遇，怀着同样的梦想和目标。我们需要的是联合起来建立同盟，只有这样，我们才可以创造一个全新的未来。