氮化镓（GaN）技术的全球领导者宜普电源转换公司（Efficient Power Conversion Corporation, EPC，以下简称宜普公司）于今日向美国联邦法院和美国国际贸易委员会提起诉讼，主张其基础专利组合中的四项专利受到英诺赛科（珠海）科技有限公司及其子公司（以下统称英诺赛科）侵犯。 这些专利涉及宜普公司独家的增强型氮化镓功率半导体器件的设计与制造工艺的核心环节，且这些创新技术专利已成功将基于氮化镓的功率器件从一个研究项目，发展成为一个可大批量生产的替代硅产品。使用氮化镓器件的晶体管和集成电路，较使用硅基器件而言更高效，更轻巧且成本更低。

在本次所提交的起诉状中，宜普公司详述了总部位于中国广东的英诺赛科公司招募两名宜普公司员工并担任其首席技术官和销售及市场主管的相关细节。 两人入职后不久，英诺赛科便推出了一套与宜普公司明显相同的产品，并自称其产品在关键性能指标上的表现与宜普公司产品几乎相同。 近期，英诺赛科又宣称其许多产品与市场上现有产品（包括宜普公司的产品）“完全兼容"。此外，英诺赛科还策划了大胆而积极的营销活动，向宜普公司的客户推销其产品套件。

宜普公司联合创始人兼首席执行官Alex Lidow博士表示，“我一直坚信公平合作是全球科技市场的根基。只有通过合作，我们才能释放氮化镓技术的潜力，支持世界能源安全，并助力可持续发展目标的实现。 而对知识产权的有力保护和充分尊重，是相互信任和公平合作的必要条件。”

氮化镓技术，通常称为 GaN，是一种宽带隙半导体材料，越来越多地用于高电压应用。这些应用需要具有更大功率密度、更高能效、更高开关频率、更出色热管理和更小尺寸的电源。除了数据中心，这些应用还包括 HVAC 系统、通信电源、光伏逆变器和笔记本电脑充电电源。

GaN将带来电源管理变革

德州仪器 GaN 产品线负责人 David Snook 表示：“氮化镓是提高功率密度和提高多种应用中电源系统和电源效率的关键一步。在设计中使用 GaN 的公司数量正在迅速增长。降低功耗和提高效率至关重要。”

在过去 60 多年里，硅一直是半导体电源管理元件的基础，这些元件将交流 (AC) 转换为直流 (DC)，然后根据各种应用需求将直流电压输入进行转换，从手机到工业机器人，不一而足。随着元件的改进和优化，硅的物理特性已得到充分应用。如今，在不增加尺寸的前提下，硅已无法在所需的频率下提供更高功率。

因此，在过去十年间，许多电路设计人员转向采用 GaN，以便在更小的空间里实现更高功率。许多设计人员对于该技术将在未来创新中发挥的潜能充满信心，主要归因于以下三点：

原因 1：GaN 已取得发展。

做为半导体应用，尽管 GaN 相对于硅来说较新，但已经发展了多年并具有一定可靠性。德州仪器 GaN 芯片通过了 4,000 万小时以上的可靠性测试。即使在数据中心等要求严苛的应用中，其有效性也显而易见。

David 表示：“随着消费者和企业对人工智能、云计算和工业自动化等应用的数据量的需求不断增长，全球范围内需要越来越多的数据中心。要使数据中心在不会过量增加能耗的前提下上线，需要实现更高效的服务器电源，而 GaN 是实现这类电源的关键技术。”

原因 2：使用 GaN 的系统级设计可节省成本。

尽管现在按芯片级别比较，GaN 比硅昂贵，但 GaN 所带来的整个系统的成本优势、效率和功率密度的提高超过了初始投资的价值。例如，在 100 兆瓦数据中心中，使用基于 GaN 的电源管理系统，即使效率增益仅为 0.8%，也能在 10 年间节约 700 万美元的能源成本。节约的能源足够 80,000 个家庭，也就是大约一个小型城市，使用一年。

德州仪器电源设计服务团队总经理 Robert Taylor 表示：“GaN 技术可在较高频率下运行，进而可实现一些具有更低物料清单成本的拓扑和架构。得益于较高的运行频率，工程师还可以在设计中选择较小型的其他元件。GaN 提供了硅芯片所不支持的拓扑，使得工程师可以灵活优化其电源设计。”

原因 3：通过集成提升了性能和易用性。

GaN FET 需要专用的栅极驱动器，这意味着需要额外的设计时间和工作量。不过，德州仪器通过在芯片中集成栅极驱动器和一些保护功能，简化了 GaN 设计。

David 表示：“集成驱动器有助于提高性能并提供更高的功率密度和更高的开关频率，从而提升效率并降低整体系统尺寸。集成提供巨大的性能优势并使用 GaN 简化设计，可使设计人员更大程度地利用这项技术的优势。”

氮化镓消费类应用覆盖更多场景，推动行业创新

据yole预测，2027年氮化镓在消费类领域的市场规模将达到9.647亿美元，年复合增长率达到52%，消费行业将占整个行业的48%。以快充为代表的消费类领域仍然是氮化镓应用的主要驱动力。

据市场资料显示，支撑氮化镓快速上量的市场集中在消费类领域，如手机、笔电、电动车快充等。据悉，英诺赛科目前已经与OPPO、vivo、小米、联想、荣耀、摩托罗拉等头部手机品牌展开合作，逐步将氮化镓充电器作为手机标配充电器投入市场，用户接受度极高；安克、倍思、绿联、努比亚等消费类电商也纷纷推出采用英诺赛科氮化镓芯片的快充产品，包括安克联合英诺赛科、南芯等发布的基于AllGaN技术的全氮化镓快充，也迅速成为热潮；与此同时，雅迪、台铃等电动两轮车厂商标配的氮化镓快充也迅速上量；2022年OPPO联合英诺赛科在手机内部主板首次导入英诺赛科40V 氮化镓芯片，实现手机内部氮化镓应用“零”的突破。

除了庞大的消费电子市场，数据中心、汽车电子、新能源领域在AI、通信、自动驾驶、储能等新技术的推动下，形成了氮化镓相关器件的需求趋势，机构分析指出，英飞凌收购GaN Systems正体现了GaN在汽车、数据中心、工业等应用领域的未来发展前景。据了解，国内头部车企已经率先将英诺赛科氮化镓用于车载激光雷达产品上，并实现量产。

数据中心早已对氮化镓趋之若鹜。一方面，在PUE逐渐成为新数据中心建设、旧数据中心改建的硬性指标后，基于氮化镓的服务器电源在实现更高功率密度的同时，更容易做到钛金级别的能效。另一方面，与汽车48V汽车系统一样，数据中心供电架构也面临转变。对于云服务厂商来说，48V DC/DC转换器带来的体积优势，将进一步为数据中心降本增效。在今年三月份展会现场，英诺赛科对全链路氮化镓数据中心解决方案做了全面介绍，并在现场展示采用InnoGaN 设计的全套方案，包括钛金级2KW PSU，48V-12V 600W/1000W 电源模块等，据介绍，全链路氮化镓方案能够帮助数据中心供电系统减少50%的损耗。

随着氮化镓技术的不断升级和迭代，各厂商的氮化镓产品也逐渐丰富起来，而新市场、新领域的应用需求也对氮化镓的性能、产能及成本提出了更高的要求。以英飞凌、英诺赛科、安世半导体为代表的氮化镓IDM企业或将成为供应主力。但英飞凌、安世半导体等仍停留在6英寸规模。英诺赛科是全球唯一一家8英寸硅基氮化镓IDM厂商，当前产能可达到每月10000片，相比之下，其产品在规模化量产和性价比方面优势更为明显，集设计、研发、生产、销售于一体，也更能实现产品快速迭代，加速实现氮化镓行业生态的构建。

文章来源： 电子工程世界，充电头网