ep-fe/zn5/cms 氮化镓碳化硅第三代半导体功率器件_2025年7月11款氮化镓与碳化硅新方案速览

前言

氮化镓和碳化硅是当前极具发展前景的第三代半导体材料，它们象征着功率半导体技术发展的最新方向，在电源应用方面体现出显著的优势和重要价值。氮化镓和碳化硅这类第三代半导体材料，制成的功率器件比传统硅器件表现更优，它们拥有更出色的能量转换效率，耐热能力也更强，并且体积更小，这些优势能大幅增强电源系统的整体性能，有助于人工智能计算中心、无线通信站点以及电动汽车等耗能大户实现更环保的能源利用方式。

当前全球电力半导体领域正快速转向第三代材料，这一进程中始终伴随着技术层面与资本层面的激烈竞争。最近业内活动日益增多，既有技术上的重大进展，也有新产品的接连问世，第三代半导体行业领域展现出史无前例的生机与活力。为了让各位读者朋友更好地掌握第三代半导体领域的新技术、新趋势，充电头网汇总了近期行业发布的新产品方案，接下来将为您逐一解读。

下文品牌排序不分先后，按品牌英文首字母顺序排列。

AOS万国

AOS推出6.6kW OBC Demo系统

AOS万国展示了功率为6.6千瓦的OBC展示样机，这个样机在交流到直流的转换环节应用了某个技术，在直流到直流的转换环节也应用了该技术。

这个展示实例的供电电压接受区间很宽，能够涵盖85到265伏，频率为50或60赫兹的交流电或直流电，此外也可以应对320至450伏，频率同样是50或60赫兹的直流电或交流电，其输出电压同样拥有较宽的区间，可以达到250伏到450伏的交流电或直流电，在特殊情形下，亦可提供220伏、50赫兹的直流电或交流电。电压达到220伏时，功率可到6.6千瓦，采用交流直流模式，电压为90伏时，功率为2千瓦，同样使用交流直流模式，在直流交流模式下，最大输出功率是3.3千瓦，能效表现非常突出，最高能效可到96%，工作频率是65千赫，半桥控制脉宽调制频率是。该设备有许多优势，例如电压输入区间为85至，频率适应50或60赫兹，电压输出区间为250至，能效比高达96.5%，功率上限在交流直流通用状态下为6.6千瓦，在直流交流转换状态下为3.3千瓦，同时设有输入端电流超载、电压过高、电压不足的防护措施，以及输出端电流超载、电压过高、电压不足的防护措施等安全装置，还安装了多种故障状态的LED指示灯，用户能够借助开关方便地在AC/DC与DC/AC两种工作模式间切换。

EPC宜普

EPC宜普发布了针对PD快速充电场景的氮化镓180W展示方案

宜普企业推出一款评估平台，该平台搭载了一项集成度高的双路同步降压装置。此装置的供电电压可在20至36伏之间调整，其输出电压能够设定为12伏、16伏或20伏。它采用了四枚额定电压为50伏的模拟双相降压控制器。该评估平台既可以设定为单端输出的双相交错式变换器，也可以调整成双端输出的降压式电路。

在单一输出模式下，该双相交错转换器能够将36V电源能量提供给12V负载，其输出电流最大可达14.3A，折合为180W的输入功率，完全满足USB-PD 3.1标准对36V母线端最大功率的要求。该转换器的功率部分占地24mm×24mm，连同电感器在内的整体尺寸为24mm×24mm，最高元件高度仅为3mm，因此无需安装散热片或配置风扇进行散热。

这个方案运用体积为6.95毫米乘以6.60毫米、厚度3毫米的微型电感，是为功率达到180瓦的PD3.1应用环境量身打造的，它适合于空间狭小且对功率有一定要求的PD充电器、笔记本电脑电源适配器等使用情境。

EPC宜普发布适配96至150伏电压范围的氮化镓三相逆变器评估平台

宜普近期推出的采用氮化镓功率器件的三相无刷直流电源参考方案，针对96至150伏特电池组设计，能够输出25安培均方根值的稳定持续电流，主要面向自动导引车转向机构、机械臂关节以及小型自动驾驶汽车等应用环境

主要指标方面，它的供电电压区间为三十至一百七十伏，输出电流值为二十五安培，峰值可达到三十五安培，脉冲宽度调制频率的上限很高，电压变化率小于每纳秒十伏，并且设备内建了用于实时检测电流、电压、温度的感应装置。散热性能上，不借助散热设备依靠空气流通状态下，电流输出量为 8.5ARMS，配置散热装置后，电流输出能力能达到 13 + ARMS，即便在短时功率骤增时，也能确保温度稳定上升。

这款产品是首个专为96-150V电压环境优化的demo方案，解决了市面上大部分参考设计在中压中流应用场景的不足，能够满足高功率密度电机控制系统设计的要求。系统配置了40针接口，可与ST、TI以及电机控制板兼容，信号通过3.3V放大后直接连接到ADC输入端口，过流保护功能同时支持硬件和软件两种控制方式。另外，产品配套提供全套开发文档，里面包含电路图、零件清单、板卡布线图、模拟模型等，能够帮助技术人员迅速开展设计工作。

英诺赛科

英诺赛科推出4kW双向PFC方案

英诺赛科最近推出了一个4kW的双向功率因数校正方案，这个方案运用了AC-DC图腾柱式电路结构，里面集成了四个碳化镓功率器件。

这个demo的高效性能十分突出，作为整流器使用时，当输入电压为230V，其最高效率能达到99.03%；当作逆变器使用时，若输出电压为230V，其最大效率则为98.95%。它的开关频率设定为65kHz以实现PFC功能。该产品的PCBA板尺寸为176×100×57mm，功率密度非常可观，达到了65.6W/inch³。另外，运用了这种工艺，配置了四个处理器，表明这个展示版本方案具备运作高效，构造紧凑，并且拥有行业领先地位和开拓精神。

英诺赛科1.2 kW 高功率密度四相交错降压电源方案

英诺赛科推出全新1.2 kW四相交错降压参考方案，专为 AI 计算能力基础设施建设设计，旨在满足行业对高密度部署、智能控制及绿色节能的核心诉求。这一方案在标准 48V 电源输入、12V/100A 电源输出模式下，依靠氮化镓元件的紧凑结构、高频率运行与高能量转换效率，将功率密度指标与系统运作效能推向了顶端，获得了最大 98.1%（600W）的优异数据，以及满载时 97.5%（1200W）的卓越成绩。与常规硅质材料相比，整体能量消耗削减了三分之一，元件最高温度在静风环境下比硅质方案低十五度以上，显著增强了散热效果和设备稳定性，也为数据中心降低能耗和提升效率奠定了可靠基础。

这个方案运用了英诺赛科自主研发的氮化镓桥式驱动芯片，搭配双面散热设计的100伏增强型模块，借助四相交替的Buck电路结构，达成功率转换的平稳过渡和电流的均匀分配。采用自举和反向并联二极管电路组合，能够实现单独控制上拉和下拉，同时兼容三态脉冲宽度调制信号，便于精确设置死区时段，达成快速响应和大功率输出；同时具备极低的导通损耗以及高磁感应强度的对称散热设计，结合铂科的新型高频磁性元件，成功将电感器和滤波电容的尺寸压缩超过一半，使得整个电源模块仅占据电路板区域48×12毫米，为新能源应用、通信设备以及数据中心等不同行业创造了节能、小型化且易于扩展的48伏电压转换解决方案。

英诺赛科发布无散热器设计300W GaN 电机驱动评估板

最近英诺赛科发布了一款测试板，该测试板运用了 ，能够便捷地检测到最大300W功率的部件。

这个评估板集成了700V GaN芯片，具有减少能量损耗、实现快速运转、简化检测步骤、改进空间安排等四个主要好处。氮化镓材料具备无需反向恢复的出色性能，同时具备极低的导通与关断损耗，相较于同等规格的MOS和IGBT元件，高压氮化镓的能耗降低超过一半，能够达成无需散热器的优异设计，从而削减物料清单及散热器安装环节的成本；选用氮化镓的电机驱动器，凭借其极高的开关速率，允许将PWM频率调高，有助于电机在更高速状态下运转，并提升控制效果；精简测试步骤，搭配无感FOC控制方案；改进布局方案，以获得最佳运作表现。

纳微

纳微12kW超大规模AI数据中心电源参考设计

纳微推出了面向超大型AI计算中心的新式12kW量产电源方案，该方案采用第三代碳化硅与氮化镓功率器件的紧密配合构建，完全符合开放计算项目ORv3标准，并且能够满足高功率服务器机柜的应用要求。

本设计在相间交错的TP-PFC和FB-LLC电路架构中，运用了纳微公司专有的数字化调节方法，同时整合了临界导通状态与连续导通状态两种运行方式，确保从低负荷到高负荷的整个范围内，器件数量最少且能源转换效率最高，与传统连续导通模式方案相比，能耗减少了百分之三十。TP-PFC 采用“沟槽辅助平面栅”碳化硅进行驱动，能够适应各种温度环境并保持优异性能，同时具备较低的温度上升和极强的稳定性；FB-LLC 则使用具备驱动、检测以及多种保护功能的第四代氮化镓功率芯片，其短路保护反应时间最短为350 ns，所有接口均配备2 kV HBM静电放电防护，并且无需另外设置VCC接口就能完成可调控制斜率，从而显著增强了高功率场景下的稳定性和安全性。

这个参考设计的具体规格是长宽高分别为790毫米、73.5毫米和40毫米，其电源适配器能接受180到305伏交流电的输入，当电压超过207伏交流电时，能够持续提供12千瓦的功率，如果电压低于某个特定数值，则维持10千瓦的输出能力，其输出电压的峰值可以达到50伏直流电。整个设备装置了自动均衡分配功能，同时拥有周全的电流超额、电压过高、电压过低以及温度过高防护措施，并且能够承受三倍常态电流的瞬间冲击

ON安森美

安森美推出SiC Combo JFET评估板

安森美半导体出品的SiC Combo JFET产品，具备非常低的通流电阻，并且开关速率可以精确控制，这种特性让它在断路器以及功率大但开关速率要求不高的使用场合中，可以取得非常高的效能，同时功率密度也能显著增强。而且，这种器件的功率循环能力，跟普通硅器件相比一点也不差，甚至比碳化硅还要好上两倍以上。

安森美半导体致力于协助客户深入分析Combo JFET产品的性能，特别准备了两种测试平台。一种是为过流保护场景打造的，电路构成为共源式；另一种是为高能转换场景设计的，电路构成为半桥式。这两种测试平台都可以从安森美的正式销售网络购买到。

Si-Power硅动力

硅动力65W slim超薄氮化镓快充方案

Si-power硅动力近期运用其+高频QR电源方案，打造了一款65W slim超薄氮化镓快充DEMO产品，整体尺寸经过测量为67.43*40.04*10.77毫米，功率密度达到了2.24瓦每立方厘米，而且产品重量控制在一百三十七克，非常精巧，能够轻松达成客户对于“饼干”充电器样式的需求。

DEMO运用了硅基供电搭配高频QR电源设计，并配备了氮化镓类型的开关元件与同步整流全系列器件。数模复合信号反激控制集成电路整合了无电容自适应CCM技术以及动态谷底锁定方案，能够显著减小输入总线电容的容积，同时维持高效运作状态；该方案还能实时监测输出电流形态，减少次级整流元件的导通能量损失，从而进一步优化转换性能。

氮化镓开关管有助于产品提升高频性能和效率，并促进设备小型化设计。该方案特别适配轻薄充电器制造，所有元件均由硅动力提供，因而产品性能更加稳定，协作流程更为顺畅，有利于帮助客户开发新产品，缩短研发时间，从而加快产品上市进程。