世界第一！云镓发布650V/150A增强型GaN芯片，向汽车电子进发

 

世界第一！云镓发布650V/150A增强型GaN芯片，向汽车电子进发

1. GaN—引领新能源汽车领域的未来
 

随着 GaN 器件在数据中心及光伏逆变等领域的渗透，其在工业级的应用已日趋成熟。而在全球能源变革的浪潮中，新能源汽车作为一种环保高效的出行方式，逐渐成为市场主流，其核心技术的提升也成为关键课题。在这一背景下，高可靠性的 GaN 大电流芯片的应用逐渐受到瞩目，成为推动新能源汽车技术革新的重要力量。

 

2. GaN 的技术优势—提升电动汽车的性能与效率

GaN 芯片在新能源汽车中的应用领域前景巨大，包括电机驱动、车载充电器（OBC）、DC/DC 转换器、激光雷达以及快速充电桩等，其诸多变革性优势有：
 

a) 增加汽车的续航里程

GaN芯片的高效率转换能力可显著减少能量损耗，使电动汽车的电池能量能够更有效地转化为驱动电力，延长续航里程。

b) 减轻系统重量与体积

得益于GaN材料的高能量密度，电力系统可以在保持或提高性能的同时，大幅缩小尺寸和重量，从而提升车辆的整体性能和效率。

c) 提高充电速度

GaN芯片的高频特性使其在快速充电技术中表现优异，可以实现更高的充电效率和更短的充电时间，极大地提升用户体验。

d) 降低整车成本

GaN 器件的市场推广将有利于其成本的继续下降，得益于 GaN 制造成本的优势，GaN 器件的使用将大大降低整车的系统成本。

 

 

早在 2021 年，上海电驱动研制的新能源汽车 GaN 功率组件及电机控制器在第四届进博会上亮相（上图左）。而今年的北京车展，上海电驱动又亮相了一款 GaN 的功率模块产品（上图右）。

 

 

 

受限于开关损耗的问题，传统的 IGBT 电机驱动开关频率多在 10kHz 以下，其逆变的频率较低，电机的转速受限，同时电流的畸变更大。而 GaN 器件因为开关损耗小的优点，在电机驱动应用中，器件的开关频率可以得到进一步提升，电机转速可以做到更高，电流畸变更小，系统优势非常明显。

3. 650V/150A—世界上最小内阻的增强型 GaN 器件

早在新年伊始，云镓半导体就发布工业级 GaN 功率器件，封装形态覆盖 DFN88、TOLL 和 TOLT 等，大举入局数据中心、再生能源、OBC 等应用场景。是国内唯一可提供工业级 E-mode GaN 器件的设计公司，其 TOLT 顶面散热封装亦属国内首个。

 

 

 

对于如电机驱动这类汽车应用，如何获取更小内阻的氮化镓芯片 (<10mΩ)?
 

 

众所周知，在半导体工艺制程中，芯片内阻越小，芯片面积越大，单芯片上缺点数越高，芯片的良率也会越差。对于10mΩ级别内阻的GaN芯片，制造难度极大。

 

 

 

 

 

近日，云镓半导体自主研发了650V/150A的大电流芯片（如下3D图所示），导通内阻典型值 10mΩ，实现 E-mode GaN 器件的电流等级世界第一！基于一流的工艺制造平台，以及云镓先进的自研XXX工艺，实现了大于 80% 的芯片良率。此工艺研发的方案非常适合新能源汽车领域的模块需求，焊盘引脚设计更加灵活多变，芯片成本大幅降低，可以按照不同客户的方案，实现定制化需求。此外更小的寄生，更小的走线设计，可以大大提升系统性能。

 

 

同时，云镓半导体还积极与合作伙伴合作，进行工业模组以及电驱模块的样机开发，积极推进国产 GaN 上车！