以氮化镓为核心，构建生态系统竞争力

2024年6月，瑞萨电子正式完成了对D-mode氮化镓代表性企业Transphorm的收购，这在去年引发了行业的震动。在收购Transphorm一年后，瑞萨正式对外扣动了氮化镓“第一枪”——推出第4.5代氮化镓器件。

瑞萨4.5代氮化镓平台有哪些优势？收购Transphorm后，瑞萨在氮化镓策略上做出了哪些调整？接下来的“第二枪”、“第三枪”又会是什么？带着这些疑问，近日“行家说三代半”专访了Kenny Yim,Senior Director of GaN,Power Product Group at Renesas。

瑞萨扣动氮化镓第一枪：

发布4.5代产品、聚焦大功率市场

最近，瑞萨电子推出3款650V氮化镓器件，据Kenny Yim介绍，这些产品是基于瑞萨Gen IV Plus平台的第一批产品。Gen IV Plus是瑞萨的第4.5代氮化镓技术平台。

相较于上一代技术平台，瑞萨的第4.5代氮化镓实现了多方位的性能提升：芯片尺寸缩小了14%；Rds(on)×Qg（品质因数）提高了50%；输出电容（Qoss）性能提高20%。

650V/30mΩ是瑞萨第4.5代氮化镓平台的第一批产品规格，体现了瑞萨收购Transphorm后的策略调整和考量。

Kenny Yim告诉“行家说三代半”，这次瑞萨之所以先推出30mΩ规格的氮化镓，是因为中高压氮化镓产品目前最大的市场是在2kW-7.5kW的数据中心服务器电源、电动车充电器、UPS备用电池设备、电池储能装置和太阳能逆变器等大功率市场，这个市场通常采用650V/30mΩ的氮化镓产品。

另外，这些市场除了需求量大外，竞争也相对激烈，所以瑞萨推出30mΩ氮化镓来代替35mΩ产品，可以提升自身的竞争力，也能够为客户提供更大的价值。

Kenny Yim还透露，瑞萨很快会推出来650V/22mΩ的氮化镓产品，专供6.6kW-7.5kW的AI服务器电源，而且“可能马上就会推出第5代、第6代氮化镓技术平台。”

当然，瑞萨也不会放弃20W-300W等小功率市场我们，Kenny Yim表示他们将会有节奏地推出50mΩ、240mΩ、480mΩ等650V氮化镓系列产品，服务更广大的市场。

瑞萨第二枪：低压氮化镓

实现全链路+系统级布局

2023年，Transphorm率先量产发布了1200V规格的氮化镓器件，此后引领了氮化镓技术研发潮流。但是，瑞萨对1200V氮化镓产品市场节奏做出了规划调整。

Kenny Yim表示，“1200V氮化镓技术和样品我们早就有，目前瑞萨公司的策略是先集中在中大功率的应用部分，即650V、700V、800V范围内，时机成熟以后我们肯定重点去推1200V氮化镓。”

从氮化镓耐压等级来看，Transphorm转入瑞萨后，他们对氮化镓产品布局进行了重新定位——“我们要先做100V的低压氮化镓。”

据“行家说三代半”的判断，重点发力低压氮化镓也是基于对瑞萨市场总体需求量和市场门槛的判断。

瑞萨电子GaN副总裁Primit Parikh最近表示，未来2年200V以下的低压氮化镓出货量将大幅提升，尤其到了2023年低压氮化镓的需求量将占总体氮化镓市场的30%左右。

氮化镓市场需求情况

Kenny Yim表示，瑞萨电子一直具备D-mode和E-mode的技术储备，D-mode是高压GaN的最佳选择，而低压GaN方面则E-mode更为合适。

据他透露，瑞萨今年年底将会推出低压E-mode氮化镓产品系列，耐压等级包括从65V到150V，主要瞄准服务器电源等DC-DC同步整流拓扑电路。

除了单一氮化镓器件的规划调整外，Kenny Yim认为瑞萨GaN业务作为成为瑞萨整体电源发展路线图的核心，已经不局限于单个GaN器件维度，而是从完整的系统方案来巩固和提升原有氮化镓的优势。

瑞萨的服务器电源完整GaN方案

Kenny Yim表示，瑞萨拥有非常多品类的半导体产品，他们的目标是实现“GaN+IC的生态系统”，即将GaN产品与瑞萨的嵌入式处理、电源、连接和模拟产品相结合。

据透露，瑞萨正在打造一系列广泛的产品，不仅包括单个GaN器件，还包括完整的解决方案，例如功率级和集成GaN、驱动器、控制器和保护电路的系统级封装（SiP）模块等。

而这种覆盖AC-DC拓扑和DC-DC拓扑的全链路的氮化镓生态系统，可以为下游客户提供更大的价值。Kenny Yim举例道，他们正在给A公司提供的整套的6.6kW氮化镓服务器电源方案，从高压AC输入到48V低压DC输出，系统电源效率超过了98%。

瑞萨第三枪：

向8英寸氮化镓迈进，提升产能和成本竞争力

瑞萨正在紧锣密鼓进行的是氮化镓生产制造端的升级，这可以成为他们的“第三枪”。

Kenny Yim告诉“行家说三代”，瑞萨收购Transphorm后，“我们现在的动作很多，其中就包括我们的氮化镓晶圆产线要从6英寸转向8英寸，我们还在增加MOCVD外延设备扩大产能”。

众所周知，Transphorm此前的氮化镓器件主要是在日本AFSW晶圆厂生产制造，瑞萨最近公布了更为长期的自主研发工艺和生产制造规划。

今年4月，瑞萨与美国Polar Semiconductor达成战略协议，宣布将在Polar的美国8英寸车规级量产工厂生产硅基氮化镓器件。

瑞萨的氮化镓产品、技术和制造布局

据Primit Parikh介绍，瑞萨的GaN晶圆制造目前在日本进行，未来计划在Polar和其他内部晶圆厂进行量产。而瑞萨的GaN外延生产将在美国加州、日本和中国台湾三个工厂进行。

Kenny Yim认为，这些动作将大大提升瑞萨的GaN竞争力，尤其是从6英寸晶圆转向8英寸，可以在GaN成本控制方面得到更好的提升，而且8英寸产线可以提升瑞萨的氮化镓规模化供应能力，将支撑他们从AI基础设施、工业能源到电动汽车等高增长市场的需求。

2007年Transphorm成立以来，率先实现了D-mode氮化镓技术路线的量产制造和规模化应用，在过去18年他们推动了氮化镓技术在中大功率市场的应用发展。而转入瑞萨电子后，他们在短短一年内迅速完成强强整合，并且大力投资以组合拳的方式在构建全面的GaN生态系统，体现了瑞萨电子在氮化镓领域的雄心壮志，期待未来瑞萨继续引领GaN产业迈向新的高峰。