【导读】7月4日，NexGen Power Systems宣布，他们与通用汽车合作的GaN主驱项目已获得美国能源部 (DoE) 的资助。
NexGen是一家开发垂直 GaN器件的企业，据介绍，他们与通用汽车合作的项目旨在使用 NexGen的垂直 GaN半导体来开发电力驱动系统。
该公告涉及的垂直器件包括NexGen 2 月发布的700V 和 1200V样品。NexGen 的1200V垂直 GaN e-mode Fin-jFET 已成功演示了在 1.4kV 额定电压下 >1 MHz 的开关速度。
自 2022 年中期起，NexGen 的垂直 GaN 半导体将向战略客户和合作伙伴提供有限的样品，预计将于 2023 年第三季度开始全面生产。
NexGen 首席执行官 Shahin Sharifzadeh 表示：“我们很高兴美国能源部的资助让我们有机会与通用汽车这样的领先汽车制造商一起开发基于 GaN 的电力驱动系统。此次合作将帮助我们将垂直氮化镓逆变器驱动系统引入电动汽车市场，并将帮助汽车制造商提高续航里程、减轻重量并提高系统可靠性。”
除了通用汽车外，其他汽车Tier1厂商也在研发车规氮化镓技术：
6月13日，采埃孚日本子公司宣布，他们将从2028年起，为电动汽车推出使用GaN和氧化镓制成的功率半导体器件的逆变器，目前采埃孚已在着手研发。
6月5日，尼得科（NIDEC）与瑞萨已达成合作，将共同开发搭载SiC/GaN器件的新一代E-Axle系统。预计2024年，尼得科和瑞萨电子将推出第二款X-in-1 PoC，这款款PoC将用GaN来取代DC-DC和OBC的传统功率器件，进一步实现小型化和低成本化。
车用GaN元件的竞争优势将日益显著
凭借优异的材料特性，SiC元件正加速导入汽车、再生能源、电源PFC等领域，而GaN元件亦在终端设备的快速充电领域大放异彩；此外，在汽车、网络通讯领域，GaN元件的能见度也越来越高。
在电动车搭载的牵引逆变器、车载充电器上，SiC元件目前已成为取代Si元件的主流解决方案，同时在车载DC/DC传换器部分，SiC元件的应用需求也持续攀升。
在GaN元件方面，受材料特性的支持，其在车载充电器上仍有发挥空间；此外，在汽车搭载的电力电子元件、光学雷达传感器、无线通讯模块、音讯系统上，GaN元件的竞争优势将日益显著。
估计至2025年，GaN元件应用市场占比中，新能源车领域将达21%，较2023年成长约9%。
车用GaN处于验证阶段，上车可期
GaN在低压消费电子市场经历了高速发展期，已开始迈进相对的成熟稳定发展期，但在未来一段时间内，消费电子市场仍将是GaN市场的主要驱动引擎。
中长期而言，GaN更大的发展空间在中高压功率半导体市场，全球厂商目前均已开始着眼于拓展以数据中心为代表的工业应用市场和电动汽车市场等中大功率场景，但目前GaN因可靠性问题，在这些领域大多处于产品研发和验证阶段，成长速度较为缓慢。
就电动汽车应用来看，据TrendForce集邦咨询分析师龚瑞骄观察，车载雷达GaN产品是首先量产的产品，例如，英诺赛科的GaN器件已成功用于车载激光雷达场景，在主逆变器、车载充电器等其他高压场景，GaN落地应用还面临一些难题，总体来说，GaN当下处于上车验证阶段，长远可期。
根据TrendForce集邦咨询《2023 GaN功率半导体市场分析报告 - Part1》显示，GaN预计2025年左右将小批量渗透到低功率OBC和DC-DC中，并预计到2030年，汽车OEM或考虑将GaN技术引入牵引逆变器。
回到垂直GaN这项技术上，从衬底材料的一致性和产品的电压范围来看，NexGen研发的技术和产品都相对符合车规级应用的严苛要求，对于推动GaN上车有着积极的影响。
半导体国产化政策让中国本土供应链有望抢占先机
鉴于中国是全球最大汽车市场，本土车厂对导入创新技术、应用亦十分积极，预期中国市场是车用GaN元件需求的主力推手。
另一方面，在贸易摩擦局势未见缓解的情况下，半导体国产化已成为中国突破技术封锁、延续科技发展动能的首要政策，而第三代半导体更是国家和企业积极布局的项目，这也让中国GaN元件供应链更值得关注。
目前国产主要GaN基板、磊晶供应商有中镓半导体、苏州纳维；专攻GaN磊晶的厂商有中博芯、晶湛半导体、聚能晶源、百识电子；而IDM厂则有三安光电、士兰微、润新微、能华微、英诺赛科、赛微电子等。随着中国车用GaN元件需求攀升，上述厂商或能抢占先机。
来源：贤集网
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