近日,意法半导体(ST)中国区功率分立和模拟产品器件部市场及应用副总裁Francesco Muggeri接受《电子工程专辑》“IIC Talks”栏目的专访,围绕氮化镓(GaN)如何助力AI时代可持续发展、ST氮化镓技术创新路径以及助力中国客户加速GaN产品落地等核心议题展开深度分享。
Q
相比传统硅基方案,GaN技术为终端用户带来的最直接、最重要的价值是什么?
A
氮化镓是一项重大技术创新,尤其是其所采用的高电子迁移率晶体管(HEMT)技术,能够带来两大关键优势:一是它能大幅提升效率,这是因为和传统器件及其他宽禁带器件相比,氮化镓能实现更快的开关速度,二是它能带来外形尺寸方面的优势,可以减少器件数量,缩小整体尺寸,实现性能和体积的双重升级。
Q
未来3–5年,在数据中心、家用电器和车载充电这些场景中,哪个场景对GaN的采用速度最快、驱动力最强?为什么?
A
目前,氮化镓已在消费电子功率转换领域实现广泛应用。随着器件可靠性持续提升,氮化镓也逐步进入汽车应用领域。而AI相关场景(尤其是AI数据中心与刀片服务器),将成为GaN技术渗透最快、增长最迅猛的领域。这类应用对高功率处理能力与低损耗有着刚性需求,与GaN HEMT器件的技术特性高度契合。
Q
当前阻碍GaN技术大规模普及的最大挑战是什么?意法半导体是如何帮助客户克服这些障碍的?
A
这项技术的主要难点和复杂性之一,在于它属于横向结技术,因此需要使用比该技术常规设计更宽的器件,并且需要特殊的驱动条件,特别是对于分立式功率MOSFET而言。因此,电路层面的可靠性保障成为重要关注点之一。意法半导体(ST)的GaN解决方案使用自研的栅极驱动器和控制器,搭配开关元件构建了完整的保护电路,同时还推出更高保护等级的系统级封装(SiP)和分立产品方案,实现更高的可靠性,这一点非常重要。同时意法半导体在GaN和宽禁带器件方面都积累了更丰富的经验,因此能够以大规模量产快速支持客户的创新并确保其可靠性。
Q
作为GaN业务的中国区负责人,您如何看待中国在推动GaN等先进功率半导体应用方面的独特优势或需求?
A
当前,中国在氮化镓的生产工业化和创新方面均处于全球领先地位,这为ST带来了巨大机遇,同时也要求我们必须帮助中国客户加快产品落地。为此,我们通过多种方式搭建了专门的技术创新中心,聚焦于特定的应用领域,并且能够贴近客户,围绕应用场景进行创新。依托MCU、栅极驱动器、磁隔离栅极驱动器等丰富产品组合,我们能够有效推动氮化镓器件在客户端的应用,尤其是在AI服务器电源、家用电器和消费电子等领域。
Q
展望未来,您认为GaN技术下一步的关键突破点会在哪里?这对实现“双碳”目标将产生怎样的深远影响?
A
氮化镓有两个重要特性,其一是具有更高的开关频率,可以缩小无源元件的尺寸,其二是材料本身具备高电子迁移率,带来更快的开关速度,从而实现更高的效率和更小的器件尺寸,这将加快可持续发展的进程。此外,双向GaN器件可以用单个器件替代两个背对背连接的器件,在拓扑结构方面也带来了一定程度的创新,从而可以整体缩小器件尺寸并减少元件使用数量,这给所有用户尤其是终端用户带来了巨大优势。更轻便、更小巧、更高效的设备,既能降低能耗成本、节省安装空间,也能为用户带来更便捷的使用体验。
除了接受《电子工程专辑》“IIC Talks”栏目的专访,Francesco Muggeri还在IIC Shanghai 2026期间举办的“2026国际绿色能源生态发展峰会”上,发表了题为“ST高压GaN功率变换器:为先进能源应用提升功率密度”的演讲。他深刻解读了AI时代全球面临的能源危机以及意法半导体如何通过创新的GaN解决方案赋能绿色场景,推动可持续发展的未来。
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