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Dilder Chowdhury擁有超過24年的半導(dǎo)體從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，先是加入了Nexperia的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，然后轉(zhuǎn)至營銷崗位，并曾在曼徹斯特?fù)?dān)任高功率GaN技術(shù)架構(gòu)師一職。他目前擔(dān)任高功率GaN技術(shù)的戰(zhàn)略營銷總監(jiān)。
他的工作涵蓋了從器件物理到封裝和最終產(chǎn)品的各個(gè)方面，在這些方面Nexperia研究并整合了我們公司能夠?yàn)镚aN技術(shù)及GaN相關(guān)封裝、產(chǎn)品和模塊帶來的所有價(jià)值。這是一種戰(zhàn)略方法，旨在不影響耐用性和質(zhì)量的情況下實(shí)現(xiàn)最佳性能。
Nexperia是GaN技術(shù)的開拓者，不僅是在產(chǎn)品方面，生產(chǎn)方面同樣如此。您能分享一下是如何做到的嗎？
我們的生產(chǎn)必須為客戶創(chuàng)造最高的經(jīng)濟(jì)效益；我們是一家以汽車元器件為主要業(yè)務(wù)的公司，因此我們推出的任何新技術(shù)都必須保持最高品質(zhì)。我們?cè)谫|(zhì)量上絕不容許任何妥協(xié)。我們是一家成熟的半導(dǎo)體公司，每年的半導(dǎo)體器件銷量超過900億件，擁有良好的質(zhì)量口碑。相對(duì)于硅技術(shù)而言，高功率GaN是一種新興技術(shù)。這種技術(shù)面臨著諸多挑戰(zhàn)：從epi材料到晶圓處理，再到批量生產(chǎn)。我們采用內(nèi)部質(zhì)量流程，在每個(gè)創(chuàng)新階段和生產(chǎn)流程環(huán)節(jié)中都保持相同的質(zhì)量和可靠性水準(zhǔn)。我們已經(jīng)推出了我們第一款達(dá)到AEC-Q101級(jí)別質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，并將采用自有的SMD封裝CCPAK（銅夾片封裝技術(shù)），以便保持對(duì)生產(chǎn)流程的完全控制和實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。我們正在將我們的產(chǎn)品引入工業(yè)、數(shù)據(jù)中心和電信基礎(chǔ)設(shè)施，然后利用自有的前端和后端工廠將其引入汽車市場(chǎng)。我們已經(jīng)準(zhǔn)備好批量生產(chǎn)。
有沒有一個(gè)門檻，一個(gè)你無法進(jìn)一步提高的水平?
我們不這樣認(rèn)為。雖然一種技術(shù)（硅）可能已經(jīng)接近材料極限，但其他技術(shù)（GaN、SiC）正在進(jìn)一步改進(jìn)。從某種意義上說，正因?yàn)槲覀兛吹焦杓夹g(shù)已經(jīng)趨近極限，所以向氮化鎵（GaN）技術(shù)過渡。對(duì)于高壓的硅器件，改進(jìn)空間十分有限。在功率器件方面，硅已接近性能瓶頸。早期的電動(dòng)汽車系統(tǒng)主要采用硅基器件，但我們正在嘗試引入GaN，延長汽車的行駛里程， 而硅器件無法實(shí)現(xiàn)。
GaN技術(shù)能夠延長汽車的行駛里程？您是指使用更大的電池嗎？
根本的因素在于開關(guān)損耗。每個(gè)開關(guān)周期中都會(huì)出現(xiàn)電流電壓交越，這就會(huì)產(chǎn)生交越損耗，在轉(zhuǎn)換過程中還會(huì)發(fā)生干擾及其損耗。如果你能夠設(shè)計(jì)出一種情況，電壓降至零，電流升至最高時(shí)，電壓電流交越最小，那么開關(guān)損耗將會(huì)接近零。這樣可以最大程度地提高效率和延長電池使用時(shí)間，實(shí)現(xiàn)大約10%的改進(jìn)。這就是GaN的作用。高功率GaN能夠顯著降低開關(guān)損耗，因此同樣的電池可以續(xù)航更長時(shí)間。
在功率和效率方面，GaN比硅有哪些優(yōu)勢(shì)？
從電池到驅(qū)動(dòng)車輪的電機(jī)的功率轉(zhuǎn)換是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，因此電機(jī)自身的效率至關(guān)重要。如果不考慮電池本身，只看從電池到電機(jī)的路徑，它們?nèi)渴请娮悠骷�。在這些電子器件中，我們可以真正實(shí)現(xiàn)改進(jìn)。目前，這種功率轉(zhuǎn)換的效率大約為92%。如果是100kW的電機(jī)，92%的效率就意味著熱損耗會(huì)產(chǎn)生8kW的熱量。一個(gè)電熱水壺的功率是2kW，所以8kW的熱量是相當(dāng)高的。因此必須采用冷卻系統(tǒng)，這又要消耗更多能量或水冷系統(tǒng)。那么，假設(shè)你可以將效率提高到98%以上呢。
損耗將減少到四分之一，只有2%，也就是2kW熱量，那么可能通過風(fēng)冷系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)冷卻。從硅遷移到GaN就可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。您不僅可以減少損耗，還可以簡化系統(tǒng)，使整個(gè)系統(tǒng)變得更輕更小，繼而可以延長里程。GaN帶來的間接益處非常多。
為什么沒有更早地采用GaN技術(shù)呢？
GaN現(xiàn)在才剛剛上市。過去30年~40年中，GaN一直都在研究中，但不具備實(shí)用性。它可以應(yīng)用到射頻領(lǐng)域和無線電領(lǐng)域，例如，4G和5G基站中已經(jīng)在使用GaN。但在功率領(lǐng)域，由于成本，此前GaN技術(shù)可行性不高。人們說如果成本會(huì)增加的話，他們寧愿忍受一些可接受的功率損耗。他們?cè)敢獬袚?dān)這些功率損耗，直至GaN技術(shù)的成本在合理的價(jià)位。所以，它需要具有商業(yè)可行性和實(shí)用性，而我們正在達(dá)到這一目標(biāo)。硅基氮化鎵（GaN-on-Si）提供了更好的成本路線圖。
GaN現(xiàn)在的發(fā)展情況如何？
這種顛覆性技術(shù)正處于轉(zhuǎn)折點(diǎn)。它已經(jīng)過了早期采用的階段，進(jìn)入增長期，初始量產(chǎn)的產(chǎn)品預(yù)計(jì)用于高性能應(yīng)用。從生產(chǎn)的角度來看，雖然制造GaN的內(nèi)部流程有所不同，但我們采用了通過硅知識(shí)加以完善的相同生產(chǎn)系統(tǒng)。GaN晶圓和硅晶圓顯然不同，這意味著客戶使用它們的方式也不相同。我們正在想辦法調(diào)整大部分流程來確保順利生產(chǎn)。這將帶來巨大的回報(bào)，因?yàn)檫@需要運(yùn)用整個(gè)參與團(tuán)隊(duì)的所有知識(shí)和認(rèn)識(shí)來達(dá)成目標(biāo)，我們相信這個(gè)目標(biāo)一定可以實(shí)現(xiàn)。
Nexperia的GaN進(jìn)展如何？
我們已經(jīng)在幕后從事GaN研發(fā)一段時(shí)間。雖然我們每年銷售大約900億件產(chǎn)品，有17,000種產(chǎn)品的產(chǎn)品組合，但迄今為止，其中只有一個(gè)已經(jīng)發(fā)布的GaN產(chǎn)品，還有一些在籌備中。這是一項(xiàng)顛覆性技術(shù)，我們正在通過研究成果和證據(jù)來打消人們對(duì)它的顧慮。Nexperia對(duì)GaN的主要關(guān)注點(diǎn)是汽車電氣化，幫助降低二氧化碳排放，減少功耗，打造更環(huán)保的未來。電動(dòng)汽車中需要車載充電器和DC/DC轉(zhuǎn)換器，因?yàn)橐褂?2V/48V/400V電池，它們必須能夠相互兼容。您需要插座，這樣才能夠?yàn)殡姵爻潆�，還需要牽引逆變器，所有這些設(shè)備都需要高效的轉(zhuǎn)換。我們的計(jì)劃是讓所有這些轉(zhuǎn)換都采用GaN技術(shù)。
未來計(jì)劃
GaN可以在更高的頻率下工作，這意味著你的磁性元器件的體積縮小，同時(shí)保持較低的損耗，適配器體積更小，重量更輕和效率更高。從電池到車輪的功率轉(zhuǎn)換器則可能需要幾年的時(shí)間才能全面推出，我們正在開發(fā)評(píng)估版本，向世界展示GaN優(yōu)勢(shì)。我們不停留于理論。我們從事新技術(shù)，探索全新領(lǐng)域，我們是這個(gè)藍(lán)海計(jì)劃先驅(qū)者，沒有人來過這里。
目前，有很多公司也在探索其他領(lǐng)域，例如碳化硅，目前這種材料的生產(chǎn)較GaN更為成熟。但我們?cè)谂铀俪教蓟�。GaN/SiC/Si三種技術(shù)將會(huì)共存，因?yàn)榘雽?dǎo)體行業(yè)歷史發(fā)展表明，人們?nèi)栽谑褂门f技術(shù)。但這是新的領(lǐng)域，將舊技術(shù)無法做到的事情成為可能。
查詢進(jìn)一步信息，請(qǐng)?jiān)L問官方網(wǎng)站 http://www.nexperia.cn。（Lisa WU, 365PR Newswire）
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