GaN Systems公司：准备好量产

Rebecca Pool 报道称，GaN Systems公司将目光投向了电动汽车、设备充电器和数据中心，为大众市场做好了准备。

对于总部位于加拿大的 GaN Systems公司的首席执行官 Jim Witham 来说，2021 年最大的成功案例之一就是电动汽车。随着疫情越来越严重和全球汽车销量暴跌，电动汽车市场表现出了显著的弹性。在电池成本下降的同时，与减排相关的政策支持依然强劲。正如 Witham 所说：“18 个月前，许多人涉足电动汽车，但现在 OEM 厂商说，‘到今年我的汽车将 100% 实现电动化’。电动汽车真的让以前的世界一去不复返了。”

正如行业发展所表明的那样，这对 GaN 和 SiC 器件的制造商来说都是好消息。例如，在 2020 年底，现为 Wolfspeed 的 Cree 退出了 LED 灯，目前正在大量生产用于电动汽车的 SiC 组件和系统，以及用于国防和通信应用的 GaN RF 产品。当时，首席执行官 Gregg Lowe 对《 》杂志（Compound Semiconductor）说：“我不得不说，现在是成为一家 公司的大好时机”。从那时起，Wolfspeed 和包括 SananIC、Rohm、II-VI 和英飞凌在内的其他公司一直在与汽车原始设备制造商签署协议，并在 SiC 产能上投资数百万至数十亿美元，以抢占这个新兴市场的份额。

同样，GaN 制造商也一直忙于这一领域。中国 Innoscience 的 GaN 功率器件正在用于电动汽车无线充电器，美国 Navitas 正在与瑞士电动汽车子系统供应商 Brusa 合作，最近成立了一个专门用于电动汽车的 GaN IC 设计中心，而美国 Power Integrations 已经一直在为电动汽车发布通过汽车认证的高压 GaN IC。

在此过程中，GaN Systems公司获得了汽车制造商和电动汽车相关公司的投资资金和累积合同，包括宝马、丰田、加拿大的 GaN 动力系统开发商 FTEX 和 电动汽车动力系统供应商德国的 Vitesco Technologies。最近宝马的i Ventures、Vitesco 和其他公司投资了1.5 亿美元。

Witham说， GaN 和 SiC 技术在电动汽车市场上都有空间，但他认为 GaN 将在车载充电和 DC-DC 转换等高频应用中处于领先地位，而 GaN 和 SiC都可以很好的在牵引逆变器中发挥自己的作用。

“ 具有非常高的电压和功率，并且在电动巴士、卡车和跑车等方面是首选，而 GaN 是轿车和城镇车辆的首选，”他补充道。

GaN Systems公司的首席执行官 Jim Witham

然而，Witham 也认为 GaN 的生产并未面临与 SiC 相同的产能限制。当 GaN Systems 于 2021 年 9 月与宝马签署产能协议时，这份合同的主要吸引力就是该公司的保证产量。事实上，在 2021 年 2 月第 2000 万个晶体管出货后，该公司透露其目标是在今年年底前完成 40 倍的产能扩张，现在这一目标已经实现了。

“对于 SiC 来说，产能一直是个大问题，但对于 GaN 来说不是这样，因为我们可以用较小的资本支出逐步增加产能，”Witham 说。 “在 LED 的世界里，你会在亚洲的工厂中看到来自 Aixtron 和 Veeco 等公司的数千个 MOCVD。”

“我们使用相同的设备并重复扩张功率 GaN - TSMC是我们主要和长期的代工合作伙伴，通过我们的联合计划，我们安装了更多机器，扩大了产能并缩短了交付周期，”他补充说。 “我们已经证明，我们可以提高产量并满足客户的需求，而且还有更多的事情要做。”

达到市场标准

但是，令人烦恼的可靠性问题又如何呢？Witham表示，与其他行业参与者一样，GaN器件的可靠性得到了充分的验证，并强调了他公司的测试和认证方法AutoQual+，该方法可以确保晶体管符合严格的市场标准。

在谈到 SiC 市场上一些公司提供的数据时，他还强调：“一些 [公司] 将他们已经出货很长时间的 二极管的可靠性数据，与出货不久的 [ ] 晶体管的可靠性数据，混合在了一起。 [这两类器件] 是很不同的类，具有非常不同的故障模式。”

“我向SiC晶体管公司提出挑战，要求他们发布仅晶体管的寿命数据，并证明它可以与 GaN Systems 晶体管的出色可靠性相媲美，”他补充道。

随着产能的到位和客户信心的高涨，GaN Systems公司现在计划雇佣更多员工来实现其增长计划——据 Witham 称，渥太华和台湾的办公空间将增加两倍。与此同时，移动设备充电器、音频放大器和数据中心电源的更多产品正在筹备中。

仅在2022 年 1 月，该公司发布了用于消费电子设备的 250W AC/DC GaN 充电器参考设计及其第 2 代音频放大器和电源参考设计。 “今天的收入是由这些市场驱动的，但到 2024 年-2026 年，我们还将看到车内 GaN 的爆炸式增长，”Witham 说。

“很久以前，我组建了一支由电力电子资深人士组成的团队，他们来自许多大型功率半导体公司，知道如何满足大客户的需求，”他补充道。 “在接下来的十年中，我们将看到 GaN 成为电力系统中的主要参与者和主要晶体管--我们现在要确保这些晶体管中有相当一部分来自GaN Systems。”

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