佈局消費電子領域，Navitas與眾不同的氮化鎵功率IC發展之路_風聞

近幾年，關於第三代半導體的新消息不斷。種種跡象表明，第三代半導體市場正在悄悄升温。而碳化硅和氮化鎵作為第三代半導體中最重要的兩個分支，被很多廠商納入了未來公司發展規劃當中，也促使了一批初創企業致力於此。

成立於2014年的納微半導體（Navitas）就是其中的一個代表，作為一家致力於氮化鎵功率IC發展的企業，納微半導體擁有強大且不斷增長的功率半導體行業專家團隊，其創始人更是合共擁有超過200項專利。經歷了團隊的成長、壯大和業務的不斷發展，2019年12月19日，Navitas從近100個項目中脱穎而出，榮獲上海張江高科895創業營“創新之星”大獎。

Navitas氮化鎵功率IC優勢

就目前第三代半導體發展的情況來看，碳化硅是當前最為成熟的寬禁帶半導體材料。但為什麼Navitas會選擇氮化鎵作為公司發展的核心？針對這個問題，Navitas中國區總經理查瑩傑（Charles Zha)解釋道：“氮化鎵與碳化硅的結構不同，具有獨特的異質結構和二維電子氣，基於這種平面化結構，氮化鎵可與硅半導體工藝兼容，更容易與其他半導體器件集成，從而實現更復雜的電路設計。”同時，他也指出，Navitas創立之時，創始人團隊在氮化鎵功率芯片設計方面積累了十年以上的經驗，同時氮化鎵的技術已經得到了有效的發展，與之相關的代工生產水平也有所提高，其中，台積電更是已經將良率提升到了可量產的水平。

對於氮化鎵器件來説，其應用涉及到芯片設計、氮化鎵工藝設計、標準工藝改進、基礎庫的建立等，但由於氮化鎵進入半導體產業的時間較短，相關資源很缺乏。在系統方面，也沒有相應的器件支持。

Navitas想要發展氮化鎵產品，就必須要先建立起一個完善的氮化鎵系統，來供給市場所需。為此，他們決定首先發展氮化鎵功率IC，將更多的電路集成在氮化鎵器件中。在這當中，一個可靠並且合適的驅動是氮化鎵器件可以穩定運行的關鍵。因此Navitas在所生產的氮化鎵功率IC中全部集成了驅動器和邏輯電路，以此來幫助合作伙伴簡化設計。

GaN功率集成電路是Navitas的獨有技術。Navitas的GaNFastTM產品包括單片式GaN功率IC和半橋GaN功率IC，工作電壓在650V，集成了GaN FET、GaN驅動器和GaN邏輯。在一片GaN晶片上集成多種電路的設計簡化了系統，縮小了系統尺寸並優化了性能。

據介紹 ，Navitas氮化鎵功率IC覆蓋了30W到3KW的應用場景，共有三個產品系列。查瑩傑先生告訴記者，其中30W到150W的功率器件主要用於手機和電腦的適配器；而150W到300W之間產品，適用於户外照明系統；300W到1000W之間的功率IC則主要是針對5G基站電源而設計；至於1KW以上的產品則可被用於數據中心和服務器電源。

在介紹過程中他也強調了5G時代給氮化鎵功率器件帶來的發展機會。查瑩傑先生表示：“按照某5G設備供應商的標準，5G基站電源功率密度需求是原來的3倍，這是傳統硅無法做到，而氮化鎵將會在當中扮演十分重要的角色。此外，氮化鎵所具有的高温特性，也是它被用於5G基站電源的優勢之一。”

打破常規，重點佈局消費電子領域

根據調查數據顯示，2018 年 GaN 功率器件國際市場規模中，電源設備領域佔比 55%以上。其中，在電源市場上，氮化鎵材料常被用於服務器電源，這也是大多數企業的普遍選擇。但是Navitas打破了這個常規，將氮化鎵適配器推向了對功率密度要求更高的消費電子領域。

據查瑩傑先生介紹：“以300W為分界線，氮化鎵功率器件所扮演的角色有所不同。300W以下的氮化鎵功率器件注重的是便攜性，300W以上的功率器件則對效率、温度以及功耗方面的要求更為嚴格。”

“目前，公司在消費電子領域和服務器領域具有佈局。Navitas氮化鎵功率IC覆蓋了30W到高於3KW的應用場景，既包含了消費電子的所需，也滿足了服務器和通信電源市場的所求。”

氮化鎵電源適配器之所以能夠快速進入市場，是源於5G手機的發展和PD快充的協議、接口標準化。查瑩傑先生指出，在5G手機時代，降低功耗、延長待機和讓充電更快、更便攜成為了亟待解決的問題。要解決這個問題有三個方案：第一是等待下一代電池技術的出現，但鑑於電池技術在過去幾年中並沒有革命性突破，所以，5G手機很難靠這一方案滿足需求；第二可以通過邊充邊用、以無線充電來解決耗電的問題，但目前的無線充電技術只能靠接近充電的方式來實現，也不能滿足使用5G手機時的供電需求；第三則是讓充電變得更快。在種種因素的共同影響下，第三種解決方案更能滿足目前市場的需求。基於氮化鎵所研製出的高電子遷移率晶體管(HEMT)器件，可實現低導通電阻、高開關速度的優良特性，從而實現手機電源適配器的功率密度和效率的大幅度提升。

Navitas GaNFast™功率IC使電源系統的運行速度比傳統硅基產品快100倍， 同時提供3倍的高功率密度，40％的節能量和20％的系統成本降低。

在2020年消費類電子展（CES）上，Navitas將展示其世界領先的GaNFast™電源技術，同時將公佈採用該技術的主要的品牌合作伙伴。屆時將有超過25款採用GaNFast™電源IC技術的前沿充電器和適配器展出。查瑩傑先生表示：“目前65W適配器已經被廣大手機廠商所採用，2020年100W適配器將會出現在市場當中，屆時，15分鐘即可完成快速充電。”

未來發展規劃

對於未來，查瑩傑也透露了一些發展計劃。

Navitas將持續致力於降低氮化鎵功率IC的應用成本，並專注在進一步的芯片和系統集成，讓更多的消費者享受到氮化鎵功率IC所帶來的優勢。查瑩傑先生表示：“存量市場仍然具有非常大的潛力。以筆記本電腦為例，目前，只有高端電腦才會採用氮化鎵功率器件。公司計劃，將氮化鎵產品下沉到中高端筆記本當中，讓更多的消費者享受到使用氮化鎵器件的電子產品所帶來的便攜快充體驗。”

在Navitas發展的過程中，公司經過不斷的思考和改進，最終探索出來了具有自身特色的氮化鎵功率IC發展方向。通過佈局消費電子領域快速進入氮化鎵功率IC市場，讓市場儘早接受並受益於氮化鎵功率IC所帶來的優勢，並進一步推動氮化鎵產業的發展。

895創業營

895創業營系張江高科（股票代碼600895）打造的創新創業服務品牌。以聚焦產業、優化資源、賦能創新為初心，通過資本、技術、媒體等合作方的共同助力，打造強有力的創業集羣。

納微半導體（Navitas）是895創業營(第八季)集成電路專場的優質項目之一。