功率创新，驱动未来：探索高效电源管理与宽禁带半导体技术的新境界

近年来功率器件最火热的方面，就是宽禁带半导体。由于在能源转换和管理链中，宽禁带半导体有着高效率、高密度、小尺寸、低总成本的特点，包括电动汽车、智能手机等终端为了延长续航，”双碳”目标的加持下，氮化镓逐渐与更多产业产生交汇点。此外，这也是除了大批初创企业瞄准SiC、GaN外，不少老牌功率器件龙头也通过自研或收购积极布局宽禁带半导体的原因。基于这样的技术趋势，在国际集成电路展览会暨研讨会(IIC Shenzhen 2024)期间举办的“第28 届高效电源管理及宽禁带半导体技术论坛”上，广大工程师朋友与行业专家共同探讨最新发展趋势，为行业赋能。

泰克科技：基于第三代半导体电源的设计与全流程测试方案

泰克科技设计与制造仪器产品部技术经理 刘剑

Powertrain开发设计中的测试测量挑战包括核心器件评估选型，电源产品开发，成品测试。

在核心器件评估选型阶段，需要关注静态特性与动态特性、高带宽电压电流采集、通道传输延迟补偿、功率回路寄生杂感控制以及ATE测试系统。此外，还需考虑可靠性、失效机理、Vth漂移和Rdson漂移等因素。

电源产品开发阶段，需要面对的挑战包括高频高压共模干扰、双脉冲测试、串扰、SOA、开关损耗和磁损耗等。同时，环路响应也是需要考虑的重要参数。

成品测试阶段，关注点转向三相相位矢量图、电流谐波、效率测试、趋势动态分析、DQ0以及测试设备的远程控制。

双脉冲测试是功率器件动态评估的重要手段。启动参数包括启动延迟、上升时间、启动时间、开能量以及dv/dt和di/dt，以确定能量损耗。关闭参数则包括关闭延迟、下降时间、关闭时间、关能量等。反向恢复参数包括反向恢复时间、反向恢复电流、反向恢复电荷和反向恢复能量，同样需要关注di/dt和Vsd等参数。

泰克科技设计与制造仪器产品部技术经理 刘剑在现场分享泰克科技的典型实验室双脉冲测试平台包括高分辨率示波器、双脉冲信号源、高压程控电源、多抽头空心电感和电流传感器。WBG-DPT选件能够自动化双脉冲参数计算，无需手动卡光标，提高效率并杜绝人为错误。同时，探头通道延迟校准也是测试中的重要环节，泰克示波器和探头能够自动识别探头传输延时，轻松完成信号传输延迟的补偿设置。此外，刘剑还分享了高带宽大电流的采集难题，开关工况下的分析能力，电源质量分析，以及实时DQ0分析。

新微半导体：硅基氮化镓，功率电子创新驱动力

新微半导体研发高级经理 雷嘉成

新微半导体研发高级经理 雷嘉成表示，“GaN Power刚刚起步，在过去的几年里才实现商业化，而硅器件已经存在了 70 多年。凭借卓越效率、高开关速度和更小的尺寸，GaN已在消费电子占据重要位置。未来，随着技术不断进步，GaN Power应用更加广泛，市场潜力巨大。

在消费电子领域，GaN Power成为快速充电器的首选芯片技术，尤其是当功率水平达到 300W 时。此外，GaN Power正快速进入过压保护 (OVP) 装置和家用电器领域。在汽车和移动领域，GaN Power应用越来越受欢迎，例如，100V GaN Power 器件现在已经初步用于汽车自动驾驶的 LiDAR 系统，预计3-5年左右它将在新能源汽车中逐步得到使用，尤其是在 11kW 以下的车载充电器（OBC）中，同时，GaN Power 也逐渐渗透到高端电动自行车和电动踏板车中等移动出行领域。在数据中心领域，与硅相比，GaN Power 可提供更小的芯片尺寸和更具竞争力的价格，预计3-4年将得到大规模部署。此外，Power GaN 将逐步扩展到工业和光伏（ PV ）领域，应用领域进一步拓展。”

氮化镓材料的功率器件具有禁带宽度大、高击穿场强和高迁移率等卓越特性，相比硅，同等耐压等级下拥有更低的导通电阻。在高功率和高频率领域应用效果特别出色。在通信、工业&光伏、汽车电子、消费电子、数据中心、医疗电子和航空航天等领域展现出巨大的潜力。

功率半导体的发展历史见证了从硅（Si）到碳化硅（SiC）再到氮化镓（GaN）的迭代。这一技术路线的发展趋势，逐步满足对高效、高功率密度和低成本的应用需求。

功率 GaN 器件正在改变电力电子行业，据Yole 2024 年一季度预估，氮化镓市场增长速度将逐步增大，在 2029 年将以 40% 左右的复合年增长率扩张，占电力电子市场的 6% 以上；随着更多衬底应用的成熟、更多应用的拓展，2030 年市场将达到更大的规模。GaN功率器件市场 2023 到 2029 年将预计增长 5 倍，而碳化硅市场增速仅 1.8 倍。

雷嘉成指出，GaN功率器件分为横向器件和垂直器件，包括常开型D-mode和常关型E-mode分立器件和集成电路。E-mode GaN HEMT（常关型器件）和D-mode GaN HEMT（常开型器件）各有其特点和应用场景。新微半导体同时布局E-mode和D-mode解决方案，E-mode的研发已完成，很快将进行小批量生产。D-mode功率器件与国内头部企业合作开发，目前基本达到量产水平。

上海新微半导体有限公司拥有6英寸GaN功率生产线和3/4/6英寸InP/GaAs光电生产线。该公司提供增值服务，包括失效分析、晶圆测试、特色工艺，设计支持建模服务、特色IP单元、定制测试。业务领域涵盖晶圆代工，包括功率领域的GaN和光电领域的InP、GaAs。

必易微：高性能大功率电源解决方案

必易微系统应用总监 俞秀峰

必易微电子是一家高性能模拟及数模混合集成电路供应商，主营产品包括 AC-DC、DC-DC、驱动 IC、保护 IC、线性稳压、电池管理、放大器、数模转换器、传感器、隔离与接口等，为消费电子、工业控制、网络通讯、数据中心、汽车电子等领域客户提供一站式芯片解决方案和系统集成。

自2014年成立，必易微电子从发布首款LED驱动芯片KP1040，到进入充电器/适配器领域，再到成立杭州研发中心，公司一步一个脚印地扩大了其业务范围和市场影响力。必易微电子通过国家高新技术企业认定，并成为飞利浦全球供应商体系的一员，年营业额近5亿，芯片产品年销量达44亿颗。

必易微系统应用总监 俞秀峰指出，必易微电子的产品线涵盖了电源管理和信号链两大领域，电源管理包括AC-DC、DC-DC、驱动IC、线性稳压器、保护芯片和电池管理PMIC等，信号链产品则包括隔离与接口、放大器、转换器和传感器等，为电子设备提供感知和控制的基础。大功率产品主要采用连续导通模式（CCM）和临界导通模式（CRM）。CCM模式以定频脉宽调制为特点，适用于更高功率等级，而CRM模式则以零电流开通ZCS和低开关损耗为优势，适用于较低功率等级。必易微电子提供的多种大功率产品方案，包括PFC Combo IC和LLC等，适用于服务器电源、通信电源、车载OBC和高端PC等应用场景。这些方案具备高功率因数、低THD和高动态性能等特点。

必易微电子通过不断的技术创新和产品优化，满足了市场上对大功率电源的多样化需求。

是德科技：HD3高精度示波器，为电源设计测试赋能

是德科技（中国）有限公司示波器资深产品经理 粱浩逊

是德科技的示波器产品线经历了从1989年的第一台数字示波器到2018年的110GHz示波器的发展，涵盖了5G或6G、高速数字相干光通信、800G/1.6T雷达脉冲和毫米波通信等多个领域。

是德科技（中国）有限公司示波器资深产品经理 粱浩逊指出，设备和元件设计越来越复杂，使用的信号也越来越小。为了确保产品质量并最大限度地提高产品产量，工程师必须通过同时跟踪多个信号来对设计进行故障排除，以识别表明设计缺陷和硬件缺陷的最小信号错误。工程师需要的示波器必须能够测量噪声之外的最微小、最不常见的信号故障，以纠正产品问题。 

是德科技引入高端产品先进技术，让精密变得便携。

InfiniiVision HD3系列示波器是高分辨率便携式示波器，它们将高端产品的先进技术引入到便携式设备中，覆盖了200 MHz至1 GHz的带宽。这些示波器从电源完整性、汽车电子、医疗、IOT到通用调试，HD3 都能提供对应方案，以应对日益复杂的设计和越来越小的信号。

是德科技的HD3系列示波器以其高精度和便携性，为电源设计测试提供了强大的支持。通过软件升级，用户可以即刻拥有全部功能，包括频率响应分析、故障猎人、区域触发器、分段内存、MSO许可证、模板测试、直方图和FFT等。这些工具不仅提高了测试的精度，还简化了测试流程，为工程师提供了很好的测试解决方案。

安世半导体：碳化硅技术赋能电气化和绿色节能的未来

安世半导体碳化硅高级产品经理 董建云

安世半导体在中国SiC器件市场中占有一席之地，与国内外多家企业竞争。全球SiC MOSFETs玩家市场份额中，前五大玩家占据了90%的市场份额。国外公司的SiC晶圆制造主要集中在国外，包括外延、前沿工艺、IP设计与处理、后端，在中国企业主要布局在衬底和后端制造。

安世半导体碳化硅高级产品经理 董建云指出，SiC MOSFET的市场机会目前在工业级上逐渐发力，厂商们依靠价格竞争来争取试错机会。在车规级应用正在开展试验，不过大批量生产还需要更多时间的布局。

安世半导体总部位于荷兰奈梅亨，从1920年Mullard无线真空管公司成立，到飞利浦半导体的成立，再到NXP的分拆，最终成为今天的安世半导体。公司在电子元件领域不断创新，从首个晶体管生产到最小的逻辑器件，再到碳化硅和氮化镓（GaN）产品。安世半导体拥有一流的制造能力，垂直整合供应链，确保了效率和抗风险能力。安世半导体的目标是到2030年实现销售额100亿美元，成为全球基础半导体领导者之一。

安世半导体在德国汉堡投资2亿美元，建设SiC（8英寸，沟槽工艺）和GaN生产线，以满足高功率半导体日益增长的市场需求。该公司的使命是支持电气化和数字化的关键技术发展，通过其碳化硅技术，安世半导体正引领着高效能的未来。