芝能智芯出品
随着电动汽车及相关技术的蓬勃发展，对高性能功率器件的需求与日俱增，氮化镓（GaN）功率器件凭借自身优势逐渐崭露头角。
在汽车领域，GaN 器件具备低导通电阻、高开关频率、紧凑设计等长处，应用潜力巨大。
当下，罗姆与台积电达成车载 GaN 功率器件合作，是产业携手推动技术落地的关键一步；
同时全球范围内还有诸多前沿研究成果涌现，随着GAN芯片的产能充沛和价格下降，在汽车应用层面有望重塑汽车半导体Si、SiC和GAN格局，加速 “GaN 上车” 进程，为汽车电动化、智能化带来新的效能与成本突破。
Part 1
GaN芯片的优势
与在汽车应用中的现状
氮化镓（GaN）作为一种宽禁带半导体，具备优异的电气特性，使其在高频、高功率、高效率应用中成为硅（Si）和碳化硅（SiC）的替代品。
● 相比传统的硅半导体，GaN具有以下显著优势：
◎ 高频率和高效率：GaN具有更高的电子迁移率和更大的带隙，允许器件在更高的频率和电压下工作。这使得GaN器件能够实现更高的功率转换效率和更快的开关速度，在高频应用中具有更低的损耗。
◎ 小型化和高功率密度：由于GaN器件的导通电阻和开关损耗较低，它们能够在更小的空间内提供更高的功率密度。这一特性使得GaN非常适合需要紧凑设计的汽车电子系统，尤其是在电动汽车中，能够有效减小系统的体积和重量。
◎ 耐高温和高电压：GaN能够在高温和高电压环境下稳定工作，这对于电动汽车等复杂系统中的功率电子设备尤为重要，GaN的高温稳定性和耐高电压特性使其成为理想选择。
在汽车产业向电动化转型浪潮下，GaN 功率器件应用场景丰富。
◎ 于车载充电器（OBC）而言，GaN 技术简化了冷却系统设计，能削减充电时长与能量损失，助力双向 OBC 功能实现，优化功率转换配置；
◎ 在逆变器板块，替换硅器件后，逆变器变得更为高效轻便，不仅延长车辆续航里程，还减轻电池负载 ，这对提升电动汽车动力系统性能、优化能耗表现意义重大。
◎ 在汽车低压辅助电子产品里，GaN 也依靠效率优势占据了可观的市场份额。
随着台积电与罗姆的战略合作不断深化，GaN技术在汽车领域的应用正在迎来加速发展。
◎ 2023年，罗姆采用了台积电的650V GaN HEMT工艺，推出了EcoGaN系列产品，主要用于消费电子和工业设备领域，双方的合作已进一步扩展到电动汽车等高要求应用领域，预计到2026年，GaN功率器件将实现量产。
◎ 其他相关企业如VisIC、AVL等也在开展氮化镓逆变器的研发合作，展示了GaN在电动汽车应用中的潜力。特别是VisIC与AVL合作的氮化镓逆变器，不仅在效率和功率密度方面超过了SiC逆变器，还能够降低系统级成本和能量损耗，推动GaN技术在电动汽车中的应用普及。
◎ 台积电作为全球领先的半导体代工厂商，凭借其在氮化镓制程技术上的优势，正积极扩展GaN技术在汽车领域的应用，提升自身在电动汽车功率半导体市场的竞争力，台积电将进一步推动GaN功率器件在电动汽车及其他汽车应用中的广泛应用。
Part 2
落地的关键，
台积电的代工产能扩展
台积电身为晶圆代工龙头，技术与产能优势显著，在汽车半导体领域的合作布局影响深远。
随着汽车智能化、电动化程度加深，对芯片算力、功耗、集成度要求攀升，台积电与各类芯片企业的合作将更为紧密且多元。
◎ 一方面，会和 IDM 企业深化合作，像与罗姆这类有器件设计专长的厂商，持续打磨 GaN 功率器件性能，从材料、工艺到封装测试全链路优化，快速响应车企定制化需求，加速新车型搭载先进功率器件的节奏，
◎ 和无晶圆厂芯片设计企业携手，针对汽车自动驾驶、智能座舱芯片，利用自身先进制程，提升芯片算力与功能集成度，例如高算力 AI 芯片用于自动驾驶感知与决策，让汽车能处理海量传感器数据，实现更安全可靠的智能驾驶。
预计在未来几年，氮化镓和碳化硅器件将成为电动汽车功率电子系统的核心技术。
小结：这几年半导体技术的发展是真的很快！
原文标题 : 车载 GaN 功率器件进入发展拐点！
