充分释放<span style='color:red'>GaN</span>潜能：纳芯微<span style='color:red'>GaN</span>驱动芯片破解高功率密度应用难题
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充分释放GaN潜能：纳芯微GaN驱动芯片破解高功率密度应用难题

　　随着AI算力爆发以及人形机器人产业的快速演进，电源系统向着更高功率、更高效率、更小体积的方向快速迭代。氮化镓 (GaN) 作为宽禁带代表性器件，凭借开关速度快、损耗低、面积小等先天优势，已经成为超高功率密度系统不可或缺的核心拼图。但GaN是一把双刃剑，其优越性能落地到实际硬件设计时会遇到诸多工程挑战，如何通过驱动IC的技术创新，把GaN的理论性能充分释放，已经成为行业关注的焦点。　　本文将从GaN应用与市场洞察、GaN关键应用痛点与驱动IC技术演进、纳芯微宽禁带半导体驱动及系统级解决方案三个维度展开，剖析GaN规模化落地背后的技术逻辑。　　GaN市场迎来跃迁：　　从消费电子走向高端高功率场景　　GaN器件早已不再局限于消费类快充等传统场景，AI数据中心与人形机器人关节正在成为GaN两大里程碑式核心战场，同时新能源汽车OBC、激光雷达、户用光储储能、伺服驱动、D类功放等领域，也在加速导入GaN方案，充分挖掘器件在效率与功率密度等方面的价值。　　数据中心供电：　　功率密度激增，GaN的核心战场　　AI大模型算力需求爆发直接带动GPU单板功耗持续攀升。从A100单卡400W、算力312TFlops，迭代到Rubin平台单卡约2300W、算力4PFlops，算力提升12倍的同时功耗提升6倍，算力与功耗同步高速增长。　　行业已经全面进入Rack‑Scale机架级算力时代，计算单元由单张GPU显卡升级为整机柜。短短数年内，单机柜功率由60kW一路走高至600kW，未来规划将迈向1MW机柜，然而机柜物理体积并没有同步放大，对供电链路的功率、效率、集成度提出前所未有的严苛要求。　　以数据中心PSU电源单元为例，当前54V架构主流 PSU功率密度为18‑33kW/U;下一代HVDC高压直流PSU将达到50‑100kW/U;后续机架式DC‑DC转换环节功率密度可达90‑120kW/U;更进一步，高压上板的板载DC‑DC模块，功率密度目标突破 2000W/in³。这一系列极具挑战的指标，也直接推动 GaN在数据中心供应链迎来爆发式的用量增长。　　机器人关节：　　下一个高功率密度主战场　　人形与四足机器人属于电池供电移动式设备，自由度高、关节数量众多。每一处关节模组同时承受高峰值功率、毫秒级电流响应、长期间歇/连续运行、严苛的体积、重量与散热等多重约束。机器人关节功率覆盖10W‑4000W每轴，要在极小的结构空间里面实现全部性能，GaN凭借高频小型化的能力，成为机器人伺服驱动极具竞争力的技术路线，目前行业头部客户已经开启规模化方案验证与导入。　　综合两大场景可以看到，消费电子应用会优先权衡成本因素;而在AI算力、机器人、车载OBC、光储等高端工业场景，系统更看重GaN带来的高效率、高功率密度收益，GaN的产业重心已经发生明显迁移。　　GaN工程落地痛点：　　驱动IC如何破解器件固有难题　　GaN材料拥有优异的理论性能，但器件本身的电气特性带来诸多设计难点。超高功率密度系统追求高频高速运行，需要在有限PCB空间内部署全部器件并稳定工作，这就对GaN驱动芯片提出多重硬性要求：高抗共模干扰、极低传输延时、封装极致小型化;同时还要直面增强型GaN导通阈值低易误导通、需要安全关断、第三象限反向导通引发自举过压这三大固有痛点。　　针对上述工程挑战，纳芯微打造了完整的GaN专用驱动产品矩阵，通过高CMTI抗扰设计、超短传输延时、多规格小型化封装，搭配独立开通关断驱动通道、芯片内集成负压、米勒钳位、智能有源自举控制、内置LDO稳压等系列核心技术，从芯片硬件层面一一对应化解各类应用风险，帮助开发者充分释放GaN器件的理论性能，降低整机系统的设计调试门槛。　　痛点一：　　高频高速工况，对驱动抗扰、延时、　　封装提出极限要求　　GaN开关速度极快，节点电压可在纳秒级别大幅跳变，电磁环境恶劣，驱动芯片必须具备很高的共模瞬态抗扰能力;同时全链路传输延时需要做到足够低，匹配器件高速开关特性。纳芯微GaN驱动系列产品可实现100V/ns以上的CMTI抗扰能力，最小传输延时低至2.6ns。　　极致小型化不只是针对GaN功率器件、磁性元器件，而是电源全链路器件共同的诉求。驱动芯片作为核心配套，封装尺寸也必须同步压缩。纳芯微提供最小1.2×0.8mm WLCSP超小封装NSD2017，此外还覆盖2×2mm、3×3mm、5×7mm多种封装规格，覆盖从激光雷达高频小体积，到大功率工业电源的多元布板需求。　　痛点二：　　导通阈值低，易发生误导通风险　　主流E‑mode增强型GaN导通阈值仅1V左右，很小的栅极电压扰动就会引发器件误开启，带来系统损坏风险。　　传统驱动方案采用二极管构建开通、关断共用回路。二极管导通会产生约0.7V压降，器件关断状态下栅极电压被抬高至0.7V，距离1.1V阈值十分接近，电路任何微小扰动，都可能造成GaN误导通。　　纳芯微GaN驱动芯片内部集成独立开通/关断双驱动通道，硬件层面舍弃关断二极管，从根源降低误导通风险，该技术已是纳芯微GaN驱动产品的标配。　　为进一步保障650V高压GaN器件可靠关断，行业普遍采用负压关断方案。目前分立搭建负压电路主要分为三类：　　双绕组变压器方案：正负绕组分别输出正压、负压，性能好，但绕组数量多，成本高;　　单绕组搭配稳压管方案：绕组数量减少，成本折中，但正负电压互相牵制;　　自举搭配分立器件方案：成本最低，但需要持续发波建立负压，对半桥占空比存在限制，工况适配范围受限。　　三类分立方案各有短板，很难同时兼顾负压稳定性、PCB面积、硬件成本。纳芯微推出NSD2622N高压半桥GaN驱动，芯片内部集成负压生成电路，无需外部复杂分立负压网络，一站式实现稳定负压输出、精简外围器件、控制整体BOM成本。　　针对双向GaN开关应用，驱动调试难度更高，纳芯微推出GaN驱动NSD2622NB，为双向开关场景提供集成负压、通道可灵活配置的专用驱动方案，大幅简化双向拓扑硬件设计。　　痛点三：　　第三象限反向导通，　　带来自举上管VGS过压隐患　　GaN在半桥拓扑第三象限反向导通时，SW节点电压可低至‑2V。该负压会给自举电容充电，造成上管栅源电压VGS被充到7V附近，对GaN的稳定运行带来高风险。　　行业传统分立解决思路存在明显短板：一是上管栅极并联齐纳稳压管做钳位，会带来额外损耗、温升，占用PCB面积;二是在GaN DS两端并联肖特基二极管，试图拉低反向负压，却会增加寄生参数，牺牲功率密度，违背选用GaN器件的初衷。　　理想的解决思路是在GaN反向导通阶段，直接切断自举充电通路，阻断负压向上管栅极传递。该逻辑对时序、逻辑控制精度要求极高，分立器件很难落地，却是集成电路的优势所在。　　纳芯微NSD2123半桥GaN驱动内置Smart Bootstrap Charge智能自举有源开关，在器件进入第三象限导通瞬间精准断开自举链路，规避VGS过压风险，且集成米勒钳位功能，有效避免误导通，在外围电路极度精简下实现了安全自举与可靠关断。除此之外，半桥GaN驱动NSD2012N与NSD2622N在芯片内集成LDO稳压，不依赖外部自举供电，同样可以一站式解决负压关断与自举过压两大难题，排除寄生电容影响，提升开关速度。　　纳芯微提供完整产品矩阵，　　赋能超高功率密度系统开发　　针对不同应用场景，纳芯微形成完整GaN驱动产品矩阵，客户可以按需选型：　　NSD2017：WLCSP 1.2×0.8mm超小封装，2.6ns超低延时，适配激光雷达等高频、极致小型化应用;　　NSD2123：110V半桥驱动，集成米勒钳位与Smart Bootstrap智能自举有源开关，面向数据中心IBC、机器人关节等中低压场景;　　NSD2012N：单管GaN驱动，集成LDO+负压关断，QFN 3×3mm小封装;　　NSD2622N：700V高压半桥驱动，集成LDO与负压关断，面向650V高压大功率电源、双向开关拓扑;　　NSD2621：700V半桥驱动，芯片内集成LDO稳压。　　同时需要注意的是，GaN带来的系统升级，挑战不只来源于功率器件本身，也不局限于栅极驱动芯片。整套系统链路都需要同步迭代：采样链路需要更高带宽、更强抗干扰;MCU需要更高算力与更快响应速度;通信接口抗干扰能力需要升级;面向HVDC高压架构，系统隔离性能也需要同步匹配。　　作为全品类数模混合信号芯片提供商，除了GaN驱动以外，纳芯微还提供带死区控制、保护功能、采样功能的隔离智能栅极驱动，同时配套隔离器件、信号链、电源管理、MCU等多类芯片，覆盖从驱动、采样、控制到通信的全链路需求，帮助客户完成超高功率密度系统的整体设计落地。
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发布时间：2026-09-11 10:37 阅读量：265 继续阅读>>
ROHM丨为什么在SiC和<span style='color:red'>GaN</span>功率器件时代，IGBT依然重要？
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ROHM丨为什么在SiC和GaN功率器件时代，IGBT依然重要？

　　尽管宽禁带技术正在崛起，但传统的功率电子器件仍在持续进化并被广泛应用。凭借其出色的性价比、稳定的供应以及经过实际验证的可靠性，在小型化和轻量化无法带来较大附加值的应用场景中，一直是非常实用的选项。　　碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)功率器件在高效率、高温及小型化应用中性能表现优异，氧化镓(Ga₂O₃)和金刚石等材料研发也取得了显著进展。尽管已经取得了很多进步，不过还有许多系统仍需持续依赖硅功率电子技术，特别是绝缘栅双极晶体管(IGBT)。　　本文将阐述IGBT持续获得广泛采用的原因。将从成本与供应考量、既有可靠性数据的价值、以及宽禁带半导体优势在系统层面仅能提供有限益处的应用场景种类等方面进行探讨。另外还会简要介绍在IGBT性能的持续改进和扩展。　　高性价比和供应稳定性备受好评　　如今，功率元器件所受到的关注度已达到前所未有的高度。主要原因在于SiC和GaN功率器件等新一代功率器件的问世。另外，关于Ga₂O₃和金刚石功率器件等新一代功率器件的研发不断取得进展，其实用化前景备受期待，这也进一步助推了市场关注度的提升。　　然而，下一代及下下代功率器件的面世，并不意味着电子设备设计工程师会全面采用这些产品。他们只是合理地选择能够将目标应用产品的价值最大化的功率器件。如果判断现有硅(Si)功率器件能使应用产品的价值最大化，那么他们将会继续采用Si功率MOSFET和IGBT。　　实际上，基于这一判断而选择继续使用IGBT的应用场景并不少见。半导体领域全球知名制造商ROHM表示，“不仅在日本，海外市场对IGBT的关注度也在迅速提高”。这种关注度快速上升的原因在于，2021年以来工业设备、电机驱动系统、电动汽车(EV)、混合动力汽车(HEV)以及光伏逆变器等领域对IGBT需求量的持续扩大。ROHM的报告中显示，这些应用领域的制造商咨询量显著增加，产品销量正保持稳步上升态势。　　半导体分析师Grossberg・大山聪先生也持相同观点：“SiC功率MOSFET和GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)市场未来将持续扩大，但IGBT市场规模不会萎缩。”预计IGBT市场在2025年后仍将保持约10%的年均复合增长率(CAGR)，呈较快增长趋势。　　最合适的功率器件选型并非仅由电气特性决定　　那么，电子设计工程师在应用产品中采用IGBT时最重视的特性是什么?　　在电气特性方面，竞品SiC功率MOSFET和GaN HEMT器件在很多方面的表现会优于IGBT(表1和表2)。具体而言，比如导通损耗和开关损耗的降低、高速工作能力(实现高开关频率)、高温工作能力等优势。　　因此，将这些优势运用到应用产品中可带来诸多好处：延长电池续航时间、降低电池容量要求、实现更小型轻量的电路、减少发热量等。这些优势在移动应用领域的价值尤为显著。最终，SiC功率MOSFET和GaN HEMT器件主要在电动汽车牵引逆变器和DC-DC转换器等应用领域得以快速普及。　　表1：单位面积导通电阻的变化趋势　　低电压：Si MOSFET更合适。速度快且损耗低。　　中等电压：SiC MOSFET更合适。高频条件下仍保持低损耗，面积效率优。　　高电压额定：IGBT更具优势。相比SiC，导通电阻更低，芯片面积效率更高。　　表2：IGBT与SiC功率MOSFET的性能比较　　但是，从另一角度来看，在难以实现这些优势的应用场景中，采用SiC功率MOSFET或GaN HEMT器件并不具备决定性理由。具体而言，是这类应用场景并不以小型化和轻量化为首要考量因素。　　具有代表性的示例包括工业设备和电机驱动系统。在这些应用中，即使通过采用SiC功率MOSFET或GaN HEMT实现了小型化和轻量化，也不能转化为足以显著提高销售额的附加值。因此，设计者通常不会为采用SiC功率MOSFET或GaN HEMT带来的成本增加买单。换言之，电子设备设计工程师会基于出色的性价比优势而选择IGBT。　　除此之外，还存在仅凭电气性能无法定义的“采用IGBT的理由”。例如，与SiC功率MOSFET和GaN HEMT相比，IGBT的供应稳定性明显更高。此外，IGBT自实现实用应用以来已历经约40年，拥有丰富的可靠性数据及长期应用所积累的实践经验。　　在实际的电子设备设计中，电力器件的选型不仅需要考量电气特性，更需要综合评估上述各种要素。因此，即使新电力电子器件不断涌现，在特定应用场景中IGBT仍被持续采用。　　IGBT技术的持续演进　　此外，IGBT绝非过时的功率器件，而是一直到进步。也就是说，其性能提升仍有充分的空间。　　IGBT的性能通过元器件层面和工艺层面的双重改进，已得到显著提升。例如，采用“非穿通”和“场截止”等新器件结构、硅晶圆减薄、以及沟槽栅微缩(间距缩小)等方面的改进。最终，IGBT实现了集电极-发射极饱和电压(VCE(Sat)[1.1])降低、电流容量增加、开关频率提高(开关损耗减少)以及短路耐受能力增强。　　然而，在硅晶圆减薄和沟槽栅间距微缩方面，仍存在改善余地。ROHM开发部部长石松祐司表示：“IGBT的性能提升仍存在潜在空间。2026年以后推出的产品，其器件结构本身很可能会迎来重大变革。我们会逐步将这些技术发展融入到产品中。”　　未来，在保持“较低成本”、“高可靠性”和“高实用性”等优势的同时，性能得到进一步提升的IGBT产品被投入市场的可能性很大。　　在内置多个IGBT的功率模块领域，仍有望实现进一步技术突破。目前，ROHM已推出的功率模块“TRCDRIVE packTM”，具有高电流密度和出色的散热特性[2.1](图1)。目前所采用的功率器件，是ROHM第4代SiC功率MOSFET。　　图1 功率模块 TRCDRIVE packTM：虽尺寸小巧，却通过单面散热设计实现与竞品同等散热性能的封装型功率模块。目前供应的是内置2枚ROHM第4代SiC功率MOSFET的二合一型模块。　　本功率模块具有两大特点：第一，通过优化内部布局，将电感降至更低，从而降低了开关损耗;第二，虽采用单面散热设计，仍以小巧尺寸实现了与竞品同等的散热性能。　　在安装方法上，采用了银(Ag)烧结技术，通过高温高压将模块内部芯片(功率器件)与引线框架进行接合。这既提高了接合可靠性，又提高了功率密度。　　ROHM计划在不久的将来将这项技术也应用于IGBT。　　此外，在模块与外部散热器的接合部位，ROHM与 Arieca 公司联合研发出采用了液态金属填充弹性体(LMEE)的低温接合技术。该技术不仅实现了与银烧结接合技术同等的热阻，还可在更低温度和压力条件下完成接合。这在提高散热效率的同时，更大程度地提升了模块的电气性能。　　图2：液态金属填充弹性体(LMEE)是美国Arieca公司推出的热界面材料。具有低热阻特性，应用于功率模块可提升其散热性能。　　电力电子技术演进中的可靠选项　　宽禁带器件为电源设计者提供了更多的选择，同时，IGBT凭借其出色的可靠性和成本效益优势，依然是众多系统的优选方案。其成熟的供应链、稳定的可靠性以及持续的技术改进，即使是在SiC和GaN的优势仅能提供有限的附加值的应用场景中，IGBT依然保持着作为实用解决方案的地位。
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发布时间：2026-08-25 14:59 阅读量：512 继续阅读>>
纳芯微丨高密度AI服务器电源：HVDC隔离、SiC/<span style='color:red'>GaN</span>驱动、高带宽采样与400MHz实时控制
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纳芯微丨高密度AI服务器电源：HVDC隔离、SiC/GaN驱动、高带宽采样与400MHz实时控制

　　文章导读　　高密度服务器电源设计：高压、高频、高功率密度和多相控制，带来哪些新的芯片设计要求;　　隔离+：800V高压架构下的耐压、CMTI、传输延时与集成设计;　　驱动：SiC/GaN高频开关对驱动电流、抗扰能力和延时匹配的要求;　　采样：高密度电源中的带宽、量程、精度与小型化设计;　　实时控制：多相电源对MCU运算性能、PWM和ADC资源的要求。　　五大落地路径　　电源设计应对高密度设计需求　　AI服务器功率和功率密度不断提升，对电源的通流能力、转换效率和散热带来更大挑战，设计主要从以下五个方向进行优化：　　大功率回路硬件扩容　　一方面选用大规格功率半导体器件，或采用多器件并联提升回路通流能力;另一方面采用多相交错电源架构，通过多个功率子模块协同工作，针对重载、轻载等不同工况优化电源转换效率，是当前大功率PSU的主流设计思路。　　系统架构高压化(HVDC高压直流)　　800V高压母线方案大范围普及，通过提升系统额定电压降低回路传输电流，减少线缆、铜排的传导损耗，同时缩减母线铜材占用空间，从系统层面提升整机功率密度。　　开关电源高频化　　利用SiC、GaN等宽禁带功率器件的高频特性，提高电源开关频率，缩小变压器、电感、电容等无源器件体积，是提升电源功率密度的重要技术路径。　　软开关拓扑+开关速率优化　　通过提高开关速度或采用软开关技术降低功率器件的开通和关断损耗，并通过降低损耗减小散热器尺寸，进一步节省PCB板卡空间。　　液冷散热+高密度PCB布局　　采用浸没式、冷板式液冷等方案提升散热能力;同时结合元器件小型化和高密度PCB布局，提高机箱内部空间利用率。　　以上五项优化主要集中在功率主回路，高压、高频和高密度设计也会影响控制回路，对隔离、驱动、采样和实时控制芯片的性能与集成度提出更高要求。　　四类芯片设计挑战　　高压、高密度带来更高性能要求　　隔离类IC　　高压安规、抗扰能力与集成化设计要求　　高压化是AI电源的重要趋势，隔离芯片作为高低压电气隔离的关键界面，承担系统安规防护作用，在800V及更高电压系统中，主要面临四方面技术要求：　　满足安规隔离耐压要求，保障系统用电安全;　　高频开关带来节点电位快速跳变，芯片需要较高的CMTI共模瞬态抗扰度，降低高压瞬态干扰造成通信失效、系统误动作的风险;　　随着开关频率提升，控制环路响应加快，隔离芯片需要更低的信号传输延时，保障主控与功率侧信号同步;　　800V系统对器件爬电距离和封装提出更高要求，分立器件方案会占用更多PCB面积，多功能集成化隔离芯片有助于降低板级空间占用。　　针对上述需求，纳芯微采用第三代电容隔离架构，并结合Adaptive OOK自主调制技术。相关产品可支持1500Vrms、2121VDC工作条件，设计使用寿命超30年;典型CMTI共模瞬态抗扰度>150kV/μs，实验室测试可达200kV/μs以上;最高通信速率150Mbps，信号传输延时可控制在15ns以内，满足高速控制链路需求。　　基于自研隔离技术，纳芯微形成了丰富的隔离产品矩阵，覆盖数字隔离器、隔离采样、隔离接口、隔离电源、隔离栅极驱动等产品，并推出二合一、三合一等集成化产品，如隔离电源+隔离接口二合一芯片、隔离电源+隔离驱动+隔离采样三合一芯片，可通过单颗器件集成多项功能，减少外围器件数量和电路复杂度。　　纳芯微隔离产品覆盖不同隔离等级和爬电距离需求，基于在光储1500V高压应用中的技术积累，相关产品可适配800V HVDC数据中心高压母线，并面向更高电压等级的应用需求进行产品布局。爬电距离规格覆盖2mm、8mm、15mm等，其中2mm器件适用于低压小型电源的功能绝缘需求，8mm、15mm器件可满足高压系统的加强绝缘需求，适配不同功率等级PSU的选型。　　驱动类IC　　大电流、高抗扰、集成负压，适配新一代功率器件　　随着SiC、GaN等宽禁带功率器件的应用，隔离驱动芯片面临三方面更高要求：　　大功率器件通常具有更大的结电容，同时电源开关速度不断提升，驱动芯片需要在更短时间内完成功率器件结电容的充放电，因此需要更强的拉灌电流能力;　　驱动异常可能导致功率器件失效，因此对驱动IC的CMTI共模瞬态抗扰能力提出更高要求;　　高开关频率下死区时间缩短，对驱动通道的延时一致性提出更高要求，同时也推动驱动芯片向更高集成度发展。　　纳芯微针对数据中心高密度电源的驱动产品主要包括高性能隔离驱动和GaN专用驱动两类，可适配不同功率器件的驱动需求：　　高性能隔离驱动：产品按输入类型分为光耦兼容电流输入、TTL/CMOS电压输入两大系列;功能覆盖UVLO欠压保护、米勒钳位、DESAT退饱和保护、软关断、故障报警等，部分型号进一步集成隔离ADC及功能安全相关电路。相关产品输出拉灌电流可达±10A，可适配800V架构下大功率SiC器件的驱动需求。　　GaN专用隔离驱动芯片：GaN器件导通阈值较低、开关速度快，对误导通抑制提出更高要求。传统方案通常通过外部分立电路实现负压关断，占用一定板级空间。纳芯微GaN驱动芯片集成负压生成电路，可直接实现负压关断，减少外围辅助供电器件和PCB面积占用;产品覆盖高压GaN、低压GaN及不同输出电流规格，为不同应用提供相应选型。　　纳芯微驱动方案覆盖AI服务器电源前级SST、整流模块、BBU/CBU储能单元、二次/三次侧DCX变换器、板载千瓦级IBC电源及多相交错Buck电源等环节，并支持单向高压GaN、单向低压GaN、双向GaN及不同规格SiC器件。　　采样与信号处理IC　　多方案分层落地适配AI服务器电源采样需求　　AI服务器电源控制环路速度提高、电磁环境更加复杂，对采样器件的带宽、CMTI共模瞬态抗扰能力和量程提出了更高要求。电流采样常见方案包括集成霍尔、采样电阻+隔离运放、开环电流传感器和CT电流互感器等，不同方案在体积、精度、带宽及磁滞等方面各有特点，需要根据具体应用选择。　　功率密度优先的设计中，集成霍尔电流传感器通过集成基准、OCP过流保护等功能，减少外围调理电路;对采样精度要求更高的场景，则采用采样电阻+隔离运放架构。纳芯微产品覆盖这两类技术路线。　　以霍尔电流传感器为例，纳芯微针对不同电压、电流等级布局了多款产品：　　800V高压AIDC应用：耐压1550V、50A量程、8mm爬电距离、2MHz带宽;　　54V/12V低压电源：4×4mm小型封装、100A量程;　　大功率SST等高电流应用：200A以上大量程线性霍尔产品　　实时控制专用MCU　　高主频、多通道，满足电源实时控制需求　　电源实时控制MCU是数字控制与功率硬件之间的重要桥梁。多相交错拓扑带来多路PWM同步输出需求，叠加开关频率提升，对MCU的实时运算能力、采样通道数量及控制精度提出了更高要求。　　纳芯微电力电子专用MCU覆盖200MHz～400MHz Cortex-M7单核/多核架构，针对电源应用优化运算性能、片上存储、PWM及工业通信接口等资源配置，适配不同功率等级的服务器电源：　　7系列实时控制MCU：双400MHz Cortex-M7内核，搭载32路HRPWM、40路模拟采样通道，可用于大功率SST、HVDC AC-DC PSU等实时控制场景;　　5系列实时控制MCU：240MHz单核Cortex-M7，配置16路PWM输出，可用于PSU、DC-DC电源等应用;　　1系列实时控制MCU：200MHz单核Cortex-M7，适用于板载IBC、Buck等电源控制场景。　　面向AI数据中心电源高压、高频、高功率密度的发展趋势，纳芯微已形成隔离、驱动、信号采样和实时控制MCU等核心产品组合。　　以整机PSU为例，除上述四类产品外，还包括NTC温度传感器、高精度电压基准源、反激控制芯片、低压LDO、热插拔保护控制器等器件，满足温度监测、电压基准、辅助供电及系统保护等功能需求。　　同时，纳芯微可结合客户具体的系统设计需求提供芯片选型与应用支持，根据整机尺寸、额定功率、母线电压、散热架构等参数，协助进行器件选型和方案优化，为AI服务器电源不同架构和功率等级提供相应的产品与技术支持。
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发布时间：2026-08-13 09:49 阅读量：336 继续阅读>>
安森德ASDM30N40AE已成多口<span style='color:red'>GaN</span>优选
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安森德ASDM30N40AE已成多口GaN优选

　　拉拉线快充是近年品牌配件赛道“差异化内卷”的顶点。　　摩米士(MOMAX)推出的 65W拉拉线氮化镓充电器(UM76CN)，充电头网拆解显示：输出小板背面两颗VBUS开关管均使用 安森德半导体(ASDsemi)ASDM30N40AE(30V N-MOS，5.7mΩ典型导通，PDFN3.3×3.3-8)。　　加上此前已在沃尔玛onn. 72W 3C1A中采用的 ASDM30N40AE，安森德30V级MOS正在多口GaN领域形成品牌批量导入的态势。　　图：摩米士65W拉拉线氮化镓充电器　　(UM76CN)(图源：充电头网)　　安森德MOS为何是关键?　　拉拉线快充“内卷”升级　　摩米士(MOMAX)推出的 65W拉拉线氮化镓充电器(UM76CN)配置73cm伸缩USB-C线 + 独立USB-C口，双口均支持65W PD/PPS，双口同插走45W+20W策略——这种“自带线+双C+高功率密度”架构，对每颗C口输出路径上的VBUS开关管要求是实打实的。　　充电头网拆解显示，输出小板背面两颗VBUS开关管均来自安森德半导体(ASDsemi)ASDM30N40AE(30V N-MOS，5.7mΩ典型导通，PDFN3.3×3.3-8)。　　图：安森德ASDM30N40AE在　　摩米士充电器上作为VBUS开关管　　(图源：充电头网)　　先看摩米士UM76CN的整机用料清单：　　● 初级主控：茂睿芯 MK2789BDG(合封700V GaN，DFN6×8)　　● 同步整流：威兆 VSP003N10HS-G(100V/3.8mΩ，PDFN5×6)　　● 双路降压协议：智融 SW3536 ×2(每路集成7A Buck，最大140W)　　● 外挂同步降压开关：优晶微 YC45N03ADE(30V/5.8mΩ)×4　　●双C口VBUS开关：安森德 ASDM30N40AE ×2(C1母座 + C2拉拉线各一颗)　　图：摩米士拉拉线充电头　　内部PCBA(图源：充电头网)　　VBUS开关在快充里承担三个“守门”动作，缺一不可：　　VBUS的“守门”动作　　1端口插拔时做物理通断隔离　　2防止反向电流倒灌，保障前后级安全　　3在20V/3.25A(65W满档)下自身不能成为温升短板　　双C口还涉及“单口65W ↔ 双口45W+20W”的动态分配，VBUS管会被频繁切入切出。对Qg和RDS(on)的平衡，比单口充电器更挑剔——这正是安森德ASD30N40AE的甜点区。　　为何能通过品牌客户的严苛验证?　　参数透视　　把规格书摊开(ASDM30N40AE，Advanced Trench工艺)：　　图：ASDM30N40A 规格书首页　　1　　损耗测算：65W满档仅0.1W量级　　20V/3.25A输出，按5.7mΩ理想值：　　P_loss = I² × RDS(on) = 3.25² × 0.0057 ≈ 0.06W　　考虑温升后RDS(on)上浮到7-8mΩ、叠加纹波，实际单颗工况损耗约0.1-0.15W量级。在PDFN3.3×3.3-8底部露铜+填胶散热下完全压得住。　　2　　品牌客户最看重的四个硬指标　　1 Qg=13.3nC　　——30V/40A档里偏低，SW3536驱动开关损耗小，双口动态分配无过渡发热。　　2 PDFN3.3×3.3-8　　——3.3mm见方底部露铜，塞进输出小板背面有限空间不打架。　　3 EAS 39mJ　　_——插拔静电/线材储能释放留足余量，拉拉线ESD场景更复杂也能扛。　　4 Rds(on) 典型值 5.7mΩ　　——非“最大值营销”，双C口65W机型已公开验证。　　5.7mΩ级导通 + 13nC级Qg + 3.3×3.3露铜封装——三者刚好卡在双C口VBUS开关的甜点区。　　图：摩米士 65W拉拉线氮化镓充电器　　(UM76CN)特写(图源：充电头网)　　脚位兼容，替换无忧　　供应链利好　　把拆解翻译成采购与研发的语言，ASDM30N40AE 能给方案商带来的确定性集中在三点：　　1　　脚位兼容，评估周期短　　PDFN3.3×3.3-8 与业内常用30V VBUS MOS脚位通用，替换评估成本低，导入周期短。　　2　　参数不虚，量产可追溯　　目前该料已在摩米士65W拉拉线GaN、沃尔玛onn. 72W 3C1A等公开拆解中现身——都是国际渠道或国内头部品牌，属于“拆解可追溯”的国产30V MOS选项。　　3　　供应确定，SMT切换零成本　　安森德自有封装测试产能，ASDM30N40AE 与卷带装ASDM30N40AE-R同die。“-R”代表REEL卷带盘装，适配规模化SMT产线，大批量交付无忧。　　寻找下一个65W+量产伙伴　　开放选型　　从沃尔玛货架到摩米士拉拉线，VBUS开关看似只是“一颗小MOS”，实则决定了终端的插拔寿命、双口分配稳定性和表面温手感。　　安森德 ASDM30N40AE 在两大品牌上的连续导入，传递一个清晰信号：　　30V级Trench MOS这条线，国产料已经能在品牌量产机型的关键开关位上替代进口。　　如果你正在做 20-100W 多口GaN / 车充 / 移动电源，欢迎联系我们：　　● ASDM30N40AE 完整规格书(含热阻/SOA曲线)　　● 你的输入/输出规格(如“65W双C，20V/3.25A”)　　● 目标封装(PDFN3.3×3.3-8 / 5×6 / 其它)　　● 是否需要AEC-Q101或扩展温度档　　● 样品申请　　技术服务支持　　ASDsemi　　咨询可提供MOS 选型表、替代型号对照表，研发工程师可以参考使用;　　原厂 FAE 一对一原理图适配、PCB 布局、温升优化技术指导;　　支持小批量快速送样、定制参数适配，采购备货周期短，适配项目快速量产落地。　　除了MOSFET，安森德还能提供电源管理芯片定制服务。　　器件用量大，安森德来帮忙!MOS选型、芯片设计均可咨询交流，我们期待陪伴您的产品做大做强!
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发布时间：2026-08-04 13:17 阅读量：437 继续阅读>>
纳芯微上海慕展发布车规级阳光雨量传感器、车载摄像头PMIC、三核EtherCAT实时控制MCU/DSP和<span style='color:red'>GaN</span>驱动等多款创新产品
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纳芯微上海慕展发布车规级阳光雨量传感器、车载摄像头PMIC、三核EtherCAT实时控制MCU/DSP和GaN驱动等多款创新产品

　　上海，2026年7月1日——纳芯微亮相2026慕尼黑上海电子展。展会期间，公司发布多款面向汽车电子和泛能源应用的数模混合芯片新品，包括车规级阳光雨量传感器NSUC183x系列、车载摄像头PMIC NSR90332XX-Q1、三核EtherCAT实时控制MCU/DSP NS800RTA7系列以及110V半桥GaN驱动芯片NSD2123。同时，公司展示了面向智能终端应用的线性位置、温湿度与压力传感器等产品组合。　　本次发布与展示覆盖车载视觉供电、智能座舱感知、工业实时控制、AI服务器电源、消费电子位置检测、白电环境检测和液位检测等场景，体现纳芯微聚焦汽车电子、泛能源与智能终端应用，持续完善数模混合芯片产品组合与应用支持能力。　　汽车电子　　发布车载摄像头 PMIC 与车规级阳光雨量传感器　　支撑车载视觉与智能车身感知升级　　车载摄像头正向高清化和多位置部署发展，摄像头模组对电源质量、EMC、诊断保护和集成度提出更高要求。纳芯微发布一体化多路车载 PMIC NSR90332XX-Q1，可为车载摄像头模组内的图像传感器、SerDes等关键器件提供平台化供电方案，适用于环视、后视、前视、DMS、电子后视镜和 PoC 摄像头模组等应用。　　该产品通过多路电源集成、低噪声特性、EMI优化及ASIL B功能安全设计，为车载摄像头模组提供高集成度、易适配、高可靠的电源管理方案;同时支持通过 I²C 配置输出电压和上下电时序，帮助客户简化电源架构设计，并提升不同摄像头平台间的方案复用效率。　　车载视觉链路还需要高清图像数据传输能力。纳芯微推出基于 HSMT 公有协议的 SerDes NLS911x 系列加串器与 NLS924x 系列解串器，支持单通道 6.4 Gbps 传输，可用于摄像头端与域控制器端的数据连接，支持舱驾一体架构下的多路高清图像传输。目前，该系列 SerDes 产品已在国内头部 ADAS 客户完成验证，并正推进量产导入。　　通过车载摄像头 PMIC 与 SerDes 产品组合，纳芯微可为智能驾驶摄像头系统提供稳定供电和高速数据传输支持。　　在智能车身与座舱感知方向，纳芯微发布车规级阳光雨量传感器 NSUC183x 系列解决方案。该系列面向不同客户平台架构，提供 NSUC1834(AFE)、NSUC1832(AFE+SBC)和 NSUC1830(AFE+MCU+SBC)等产品形态，支持阳光、前向光、顶向光、HUD 光感和雨量等检测需求。通过覆盖从 AFE 到 AFE+MCU+SBC 的不同集成度选择，NSUC183x 系列可帮助客户减少外围器件、缩小 PCB 面积，并简化阳光雨量传感器模块开发。　　2025年，纳芯微汽车电子收入达约12亿元，同比增长约65%。纳芯微已形成覆盖汽车多系统的芯片产品布局，产品广泛应用于汽车三电与热管理、车身控制与照明、智能座舱与ADAS、底盘与安全等场景。截至 2025 年底，纳芯微车规级芯片累计出货量突破 14.18 亿颗。现阶段，国内新能源汽车单车平均搭载纳芯微芯片约 50 颗，单车产品价值量约达 2000 元。　　泛能源　　发布三核EtherCAT 实时控制 MCU/DSP与 GaN 驱动　　支撑高功率密度电源与高性能运动控制升级　　工业控制系统正向更高算力、更高实时性、更高精度和更高集成度方向演进。纳芯微发布三核EtherCAT实时控制MCU/DSP NS800RTA7系列。该系列产品采用最高三核Cortex-M7架构，并片上集成EtherCAT控制器、高速ADC和安全功能，支持ISO26262 ASIL B与IEC61508 SIL2，面向工业自动化、伺服驱动、运动控制、储能系统和机器人控制等应用。相比传统“主控MCU+外挂EtherCAT”方案，NS800RTA7系列将实时控制、工业通信、高速采样和安全功能集成于同一平台，可帮助客户简化系统架构，并推进平台化开发。　　AI服务器正向高效率和高功率密度方向发展，服务器PSU及二级电源应用对驱动、隔离、控制和保护提出更高要求。纳芯微发布110V半桥GaN驱动芯片NSD2123。该产品专为增强型E-mode GaN HEMT驱动优化设计，适用于电源模块、同步整流、机器人、光储等领域，以及Buck、Boost、LLC、HSC等开关电源拓扑。针对半桥拓扑中的动态栅极过压、桥臂中点负压、高dv/dt干扰和误导通等问题，NSD2123通过智能自举充电控制、Split Output驱动架构和内置有源米勒钳位，帮助客户提升高频开关场景下的驱动可靠性。　　目前，纳芯微已面向服务器PSU及二级电源应用提供驱动、隔离芯片、MCU等产品，部分产品已在国内外服务器电源客户中量产出货。2025年，纳芯微泛能源收入达约18亿元，同比增长约84%。　　智能终端　　展示线性位置、温湿度与压力传感器　　拓展消费电子与白电感知应用　　在智能终端领域，白电与消费电子产品对状态感知、人机交互和运行判断提出更高要求。纳芯微展示线性位置、温湿度与液位检测传感器产品组合。　　其中，MT911x 与 MT912x 系列线性位置传感器具备±20mV失调电压与±1.5%线性度误差，可用于手持云台、游戏手柄、磁轴键盘、3D 打印机等设备中的线性位置与角度检测。NST113x系列高精度低功耗数字温度传感器采用0.75mm × 0.75mm DSBGA(4) CSP超小尺寸封装，具备±0.1℃(max)常温测温精度和超低功耗特性，可用于可穿戴设备、医疗电子等场景的温度监测。NSPGD1 表压传感器采用 MEMS 表压检测方式，支持模拟比例输出、I²C 数字输出及频率输出，可用于洗衣机、洗碗机等液位检测场景，支持用水控制、补水保护和运行状态判断。　　应用创新　　以技术与市场双轮驱动，完善数模混合芯片产品组合　　面对客户系统设计复杂度提升，客户需要的不只是单颗芯片性能，也更加关注系统适配、可靠量产和长期支持。纳芯微坚持技术与市场双轮驱动，围绕客户系统需求推进产品定义与产品组合协同。　　目前，公司已形成覆盖传感器、信号链、隔离、接口、功率驱动、电源管理和 MCU 的数模混合芯片产品组合，可支持客户在感知、传输、控制、驱动和供电等环节的设计需求。同时，公司将重点应用中的产品定义与量产经验沉淀至技术平台、质量体系与客户支持体系中，持续提升产品导入、系统适配与长期量产支持的可控性。　　纳芯微已获得 TÜV 莱茵 ISO 26262 ASIL D “Defined-Practiced” 功能安全流程认证，相关支持场所通过 IATF 16949 认证。　　展台与论坛信息　　展台信息：2026 慕尼黑上海电子展期间，纳芯微将在上海新国际博览中心 N4 馆 621 号展台，展示面向汽车电子、泛能源与智能终端应用的多款产品和系统解决方案。　　论坛演讲：展会同期，纳芯微产品经理张炎将出席 2026 国际电机驱动与控制技术论坛，并发表主题演讲“纳芯微 NSSine™ 系列实时控制 MCU/DSP——产品核心性能和生态解析”。　　演讲时间：2026 年 7 月 2 日 14:30—15:00　　演讲地点：上海新国际博览中心 N3 馆现场论坛区(N3.379 展位)　　欢迎各位莅临纳芯微展台及论坛现场交流!
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发布时间：2026-07-02 15:16 阅读量：626 继续阅读>>
纳芯微丨智能自举充电控制赋能高可靠性<span style='color:red'>GaN</span>驱动，推出110V半桥驱动芯片NSD2123
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纳芯微丨智能自举充电控制赋能高可靠性GaN驱动，推出110V半桥驱动芯片NSD2123

　　随着AI算力需求爆发，GaN器件在AI数据中心电源的渗透率正加速提升，以突破功率密度瓶颈;与此同时，机器人关节驱动、光储、Class D音频等领域也对高效紧凑的电源方案提出需求，共同推动GaN技术从消费快充迈向泛工业市场。GaN器件凭借低损耗、高开关频率等优势，已成为新一代电源设计的核心选择，而其价值释放离不开专用驱动芯片的精准适配。　　在此背景下，纳芯微全新推出110V半桥GaN驱动芯片NSD2123，具备智能自举充电控制、桥臂中点耐负压和抗干扰能力强、内置有源米勒钳位等特点，广泛适用于电源模块、同步整流、机器人、光储、音频功放等领域，以及Buck、Boost、LLC、HSC等各类硬开关或软开关拓扑。　　产品特性　　专为增强型E mode GaN HEMT驱动优化　　采用自举开关代替自举二极管，消除自举电容压降　　自举开关采用智能充电控制，避免GaN第三象限导通时自举电容被过充　　HS耐压范围：-10V~110V　　HS dv/dt抑制能力100V/ns　　推荐供电范围4.5V~5.5V　　HI/LI输入支持TTL逻辑电平　　3A/5A峰值驱动电流，并且内置有源米勒钳位　　灌电流/拉电流输出引脚分开，可独立调节开通、关断速度　　典型值10ns最小输入脉宽　　典型值17ns输入输出传输延时　　典型值1ns HO/LO传输延时失配　　典型值6ns上升时间(1nF 负载)　　典型值4ns下降时间(1nF 负载)　　封装：2mm*2mm WLCSP、2mm*2mm LGA　　工作结温范围：-40℃~150℃　　NSD2123功能框图　　智能充电控制，　　消除自举过压风险　　GaN器件没有传统硅MOSFET的体二极管，而是依靠第三象限导通实现续流。在半桥拓扑中，死区时间内下管续流会使HS节点出现负压，传统自举供电方式可能导致自举电容过充，增加高边GaN栅极过压风险，影响系统长期运行可靠性。　　GaN/Si MOSFET/IGBT 导通和续流特性对比　　针对这一挑战，NSD2123采用智能自举充电控制，仅在低边GaN导通期间开启自举充电路径，在死区时间自动停止充电，从而有效避免自举电容过充，降低高边GaN栅极过压风险，为GaN应用提供更加可靠的驱动方案。　　同时，NSD2123采用MOSFET替代传统自举二极管作为充电通路，大幅降低自举充电路径压降，使高边GaN能够获得接近VDD的驱动电压，在保证可靠驱动的同时进一步降低导通损耗，充分释放GaN器件的高效率优势。　　兼顾耐负压与抗干扰能力，　　契合高频、高速应用　　由于GaN器件的高速开关特性，在各类应用中容易引起桥臂中点的负压振荡现象，特别是在电机短路等大电流关断的应用场景下，桥臂中点的负压震荡最低可达-10V左右，如果GaN半桥驱动芯片设计不当，可能导致闩锁或误触发，影响系统稳定运行。　　桥臂中点产生负压震荡的机理　　针对这一挑战，NSD2123通过专门强化的电路工艺，可以实现瞬态-10V的桥臂中点耐负压能力，从而避免发生闩锁问题。此外，通过对内部level shifter电路的特殊设计，可以实现100V/ns的dv/dt抑制能力，充分释放GaN高频、高速开关性能。　　驱动输出独立调节，内置有源米勒钳位，　　降低误导通风险　　GaN器件对栅极驱动电压和开关速度更加敏感，传统驱动方案通常需要借助外部二极管实现开通、关断速度的独立调节，但二极管压降会降低GaN栅极驱动电压影响导通损耗，或增加关断状态下的误导通风险。　　GaN采用Split Output驱动芯片方案　　NSD2123采用Split Output驱动架构，无需额外串联二极管，即可分别调节GaN器件的开通和关断速度。此外，NSD2123提供3A拉电流、5A灌电流峰值驱动能力，即使在多颗GaN并联应用中也能实现快速稳定驱动;内置有源米勒钳位，进一步增强关断期间的栅极下拉能力，有效降低误导通风险，提升系统可靠性。　　封装与选型　　纳芯微110V半桥GaN驱动芯片NSD2123提供WLCSP及LGA两种2mm*2mm小尺寸封装，进一步咨询NSD2123产品及申请样片，可邮件sales@novosns.com;更多产品信息、技术资料敬请访问www.novosns.com。
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发布时间：2026-06-30 09:24 阅读量：605 继续阅读>>
瑞萨丨技术干货 借助<span style='color:red'>GaN</span>双向开关革新电源设计
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瑞萨丨技术干货 借助GaN双向开关革新电源设计

　　随着全球电源需求正出现前所未有的激增，设计人员不断面临挑战，需要在个人设备、AI基础设施、太阳能、电池系统、电机及车辆等多种领域中实现更小的系统尺寸，并以更高的效率提供更高的功率水平。 氮化镓(GaN)以其优越的半导体特性，正在推动一场变革，引领着电力电子领域的真正复兴。这一变革得益于前所未有的快速、小巧电力开关的问世。　　高电压GaN双向开关(BDS)通过在单个器件内实现双向电流导通和阻断，从而助力打造更加高效、紧凑且更具成本效益的功率转换器。 此类开关支持创新的单级功率变换器拓扑结构，从而在AI数据中心基础设施、太阳能微型逆变器、电池系统以及汽车车载充电器等应用中减少了元器件数量并提高了效率。　　单级功率转换　　利用瑞萨GaN BDS，设计人员可以摒弃带电解直流母线电容的传统两级式交流/直流转换器，实现元器件更少、重量更轻、效率更高的单级拓扑结构。 此类拓扑支持双向能量流动，对于交流/直流转换和直流/交流逆变器均十分有用。这些设备还实现了非隔离多电平T型中点钳位(T-NPC)拓扑(如Vienna整流器)。这类拓扑具有更低的传导损耗，并且适用于三相AI基础设施和电机驱动器，同时提供双向流动特性并能降低EMI。　　Figure 1. Renesas GaN BDSs enable innovative topologies such as single-stage AC/DC converters, resulting in lower part count for smaller, lighter, more efficient power systems　　瑞萨电子的TP65B110HRU 650V、110mΩ高电压GaN双向开关可在单个器件中同时阻断正向和反向电流，与传统单向硅基或碳化硅开关相比，能够以更少的元器件实现更高效率的单级功率转换。该器件减少了开关数量并省去了太阳能微型逆变器中的中间直流母线电容，根据美国加州能源委员会(CEC)标准，其功率转换效率可达97.5%以上。　　这些创新的D模式氮化镓BDS产品具有650V连续电压额定值、低导通电阻、顶部散热的表面贴装封装(集成硅基MOSFET)，并与标准栅极驱动器兼容。对于设计人员来说，只要使用标准驱动器和简单的栅极电阻，驱动D模式氮化镓器件就和驱动硅基MOSFET一样简单。这与E模式氮化镓形成鲜明对比——后者需要额外元器件，不仅占用更多电路板空间，还会增加物料清单(BOM)成本和驱动损耗。　　Figure 2. GaN BDS implementation in a solar microinverter application and TP65B110HRU efficiency curves at different panel voltages, reaching 97.5% CEC efficiency　　该GaN BDS具有快速开关特性，以及清晰的波形和出色的效率(在太阳能微型逆变器中最高可达97.5%)。产品通过了JEDEC和其他针对氮化镓的可靠性标准测试(包括交流和直流偏置测试)，确保满足工业和汽车应用的稳健性要求。您可以在评估板用户手册和氮化镓BDS技术白皮书中阅读有关性能测试和资格认证的更多信息。　　亲自使用GaN BDS评估板来评估这些新型开关，测试不同的驱动选项，进行交流过零检测，并实施ZVS软开关。我们还将GaN BDS与其他兼容组件相结合，开发了系统级解决方案，以实现优化且低风险的设计，从而加快各类电力电子应用中的产品上市速度，其中包括500W太阳能微型逆变器、3.6kW功率因数校正(PFC)Vienna整流器以及多种单级家用电器。　　深入了解TP65B110HRU GaN双向开关及其在高能效电源系统中的应用，并阅读我们的白皮书以进一步了解该技术的架构设计及部署优势。
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发布时间：2026-04-21 09:38 阅读量：972 继续阅读>>
攻克<span style='color:red'>GaN</span>驱动痛点！速览纳芯微解决方案
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攻克GaN驱动痛点！速览纳芯微解决方案

　　GaN应用爆发，中低压与中压场景优势凸显　　随着电源系统对效率与功率密度要求不断提升，GaN正加速渗透。在80V~200V中低压场景(如DC-DC优化器、微型逆变器)以及650V中压应用(如AC-DC、OBC、HVDC、逆变器)中，GaN凭借高效率、小体积的优势，逐步成为中小功率(<10kW)电源的优选方案。　　E-mode GaN：高性能背后的设计挑战　　栅极耐压范围窄，对驱动精度要求严苛　　栅极电压、电流稳定性要求高　　高dv/dt环境下易误导通　　高频性能易受寄生参数影响　　围绕E-mode GaN核心痛点，纳芯微提供专用驱动方案：　　稳定驱动电压：集成LDO或自举电压钳位，提供5V~6V稳定输出，避免过充　　高频高速能力：支持100V/ns以上dv/dt抗扰，<20ns延时及匹配，降低死区损耗　　防误导通设计：独立OUTH/OUTL引脚，避免二极管压降带来的误触发　　寄生参数优化：非隔离驱动+封装优化，充分释放GaN高频优势　　高压GaN方案：面向高功率与严苛环境　　服务器电源：高压大功率+强干扰环境 → 推荐NSD2622N　　HVDC/电池化成：MHz级高频+极致布局要求 → 推荐NSD2012N　　适配器/工业电源：<300W的小型化设计 → 推荐NSD2621A　　低压GaN方案：面向高速与高密度应用　　激光雷达：<10ns窄脉宽、MHz级开关频率 → 推荐NSD2017　　48V电源与机器人：高功率密度+强抗扰 → 推荐NSD2621C、NSD2123　　纳芯微通过专用GaN驱动与应用级方案，帮助客户降低设计门槛，充分释放GaN在高频、高效、高功率密度场景中的潜力。　　更多技术与方案，欢迎访问纳芯微官网GaN驱动专区：www.novosns.com/gan-driver
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发布时间：2026-04-20 11:00 阅读量：868 继续阅读>>
瑞萨丨大咖谈技术 为AI数据中心供电：氮化镓（<span style='color:red'>GaN</span>）正成为焦点
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瑞萨丨大咖谈技术 为AI数据中心供电：氮化镓（GaN）正成为焦点

　　在数据中心设计的新纪元，人工智能(AI)正深刻重塑电力的生成、分配和应用方式，以驱动实时、数据导向的成果。传统的云数据中心围绕相对可预测的CPU工作负载进行优化，而现代AI数据中心则以加速器密集型系统为核心，其运行特性截然不同。这些需求正促使业界对数据中心电源架构进行根本性重构，进而加速氮化镓(GaN)半导体的普及应用。　　剖析AI数据中心的电力挑战　　相较于早期的云基础设施，AI数据中心呈现出两大显著特征：更高的电力消耗，以及功耗动态变化的急剧增加。传统数据中心的服务器电源柜的功率上限可能最高为30千瓦。而如今，AI系统的单个电源柜运行功率已跃升至50千至300千瓦之间(具体数值因供应商而异)，按照这一趋势，预计到明年，单个机柜的功率甚至有望突破1兆瓦大关。在电源功率如此飙升的背景下，功率分配和电力转换已无法再作为后台的辅助环节被忽视。　　为了实现AI应用的可持续规模化扩展，电源架构必须迈向更高效、更紧凑，且更具适应性的新阶段。简而言之，电力已从昔日的运营支出项，演变为复杂且资本密集型的核心考量因素。并且，只要对算力的渴求继续由日益庞大的AI模型所驱动，这一趋势就将长期持续。　　AI推动新型电源架构　　这场变革最明显的标志之一，便是从传统的415V交流(AC)配电向800V直流(DC)(或±400V直流)架构演进。更高电压可降低传输电流、减少传导损耗，并全面提升系统效率。与此同时，这也对电力转换环节及其核心器件的性能提出了全新要求。　　深入服务器机架内部观察，可看到AI加速器已成为重塑数据中心供电方式的关键驱动力。这些计算引擎早已超越单一芯片范畴，演变为庞大而复杂的分布式系统。单个AI计算单元(或称“超级集群”)最多可容纳9,000个加速器、4,500个CPU、庞大的光纤互连网络，以及配套的电源管理模块、水泵和液冷基础设施。这还仅仅是一个单元，超大规模数据中心每年部署的此类单元可达数百个之多。　　更少的转换环节，更高的电压　　面对日益加剧的压力，数据中心运营商正在重新审视电力到芯片的整个传输链路。一大核心转变是采用更高电压的直流配电方案，包括800V(或±400V)直流架构，业内甚至已开始探讨未来实现1,200V或1,600V直流方案的可行性。　　其背后的逻辑直指效率：每一个中间电力转换环节都意味着能量的损耗。在传统拓扑结构中，电力以交流电(480V三相交流)形式输入，需经历数次形态转换：先转换为直流电用于电池充电，再逆变为交流电进行配电(415V交流)，最终再次转换为直流电(48V)供机架及板级使用。减少转换步骤能显著提升端到端效率，让更多来自电网的电能真正用于计算任务。　　这些变化正在重塑功率半导体的角色。例如，在高压应用场景下，固态变压器正逐步取代传统的油浸式线路变压器。通过一系列新物料应用使得新一代电源设计能在更高频、高压下提高效率。　　与此同时，机架功率的激增正推动交流/直流转换从服务器机箱内部转移至独立机柜。目前，相当一部分宝贵的机架空间被用于部署将415V交流电转换为48V直流电的设备。由于机架空间寸土寸金，电力转换硬件如今占据了高昂的空间成本。将这些转换环节集中至一个专用机柜，不仅能为AI计算单元腾出更多空间，还能更有效地集中管理散热。　　为何是GaN，又为何是现在?　　GaN的普及步伐加快，根源在于AI数据中心将其两大核心优势放大了：在紧凑尺寸下实现高压能力，以及快速高效的开关性能。　　与硅器件相比，GaN器件能在更小的芯片内承受更高反压。GaN的高电子迁移率和饱和速度使其开关频率可达到兆赫兹(MHz)级别，而硅器件通常运行的开关频率远低于此。此外，GaN的固有寄生电容低于硅，能够实现更快的开关速度且损耗更低。　　从系统层面看，开关频率与磁性元件及无源器件的尺寸成反比。如果设计人员能提高开关频率，便可缩小磁性元件体积，并减少电力转换环节的占板面积。消费电子领域已经通过微型快充产品成功展示了这一趋势。如今，AI基础设施正采用同样的策略，只是其规模已跃升至千瓦乃至兆瓦级别。　　GaN的“黄金应用区间”：　　800V至48V转换与双向供电　　在AI数据中心的电源链路中，不同的电压区间恰如其分的适配着不同材料。在数千伏的超高电压等级中，碳化硅(SiC)于固态变压器应用中大放异彩，而GaN在数据中心中最合宜且近期最具潜力的应用场景，当属从约800V高压到中间电压(如48V，特定情况下为12V)的转换环节。800V至48V的转换阶段正是GaN的“黄金应用区间”，在此区间内，GaN展现出比硅具有更高的效率、更稳定的运行性能和更快的开关速度。　　此外，AI数据中心还在交流/直流转换环节催生了双向供电的需求。这主要源于大型AI加速器极端瞬态变化的负载特性。当负载快速波动时，存储在电容元件中的能量要么以热能形式耗散，要么被智能地回收利用。双向架构使得能量在负载激增时能迅速流入系统，在能量过剩时又能回输至系统储能装置——这一概念与汽车的再生制动系统异曲同工。　　双向GaN器件极大的简化了此类设计。例如，以往需要四个分立式MOSFET构建的全桥电路，如今两个双向GaN器件即可胜任。瑞萨电子近期推出的首款双向GaN开关便是一例：该产品采用单级电力转换替代了传统的两级架构，进一步提高了效率。　　瑞萨电子：　　将GaN定位为系统级解决方案　　AI数据中心的创新节奏之快，已使设计人员无法再通过逐个优化元器件来构建系统。产品开发周期曾以三到四年为衡量，如今已缩短至12到15个月。这意味着AI数据中心架构师需要的是端到端的电源解决方案，以及全面、长远的规划蓝图，而非将整合风险转嫁给系统设计人员的零散产品组合。　　依托数十年的电源技术积累，瑞萨深知：要降低GaN的采用门槛并缩短设计周期，离不开控制器、栅极驱动器与保护器件的协同设计，再辅以完善的参考设计和专业的技术支持。我们在应用电力电子会议(APEC)上最新发布的GaN解决方案，正是这一系统级理念如何转化为更快速、更低风险设计的生动例证。　　通过收购Transphorm公司及其高压SuperGaN® D-mode GaN FET技术，瑞萨电子的市场地位得到了进一步的巩固。我们致力于为数据中心OEM厂商提供从器件级创新到系统级支持的全方位赋能，从而加速其评估进程，缩短产品设计周期。　　普及之路的挑战与未来展望　　尽管GaN优势显著，但其全面普及仍面临挑战。成本、严苛的认证要求，以及设计人员的熟悉程度，都将影响其普及速度。展望未来三至五年，GaN在AI数据中心内的集成深度，将取决于供应商能否通过有效的技术培训、便捷的设计工具和经充分验证的可靠性，切实化解这些顾虑。　　可以预见的是，AI工作负载将持续推动电源架构向更高密度和更高效率的方向演进。对于数据中心架构师而言，GaN是在避免能源消耗失控增长的前提下，推动AI算力持续突破的关键路径。对于习惯在效率上渐进式提升的功率半导体供应商来说，这更标志着电力传输方式的一次根本性转变。随着这一趋势的深化，那些曾让硅材料占据优势的权衡取舍，如今正使GaN的优势日益凸显。当下的问题已不再是GaN能否在AI数据中心占据一席之地，而是它将以多快的速度、多广的范围内被部署应用。
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发布时间：2026-04-15 10:15 阅读量：1086 继续阅读>>
瑞萨电子推出首款650V双向<span style='color:red'>GaN</span>开关，标志着功率转换设计规范的重大变革
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瑞萨电子推出首款650V双向GaN开关，标志着功率转换设计规范的重大变革

　　全球半导体解决方案供应商瑞萨电子(TSE：6723)宣布，推出业界首款采用耗尽型(d-mode)氮化镓(GaN)技术的双向开关——TP65B110HRU：该产品能够在单一器件中阻断正负电流的功能。该款器件主要应用于单级太阳能微型逆变器、人工智能(AI)数据中心和电动汽车车载充电器等系统，可大幅简化功率转换器设计，以单个低损耗、高速开关且易驱动的产品替代传统背靠背FET开关。　　单级拓扑结构：提升效率，减少元件数量　　目前高功率转换设计中所用的单向硅或碳化硅(SiC)开关在关断状态下仅能单向阻断电流。因此，功率转换必须分阶段进行，并使用多个开关桥接电路。例如，典型的太阳能微逆变器需采用四开关全桥电路完成第一级DC-DC转换，随后经第二级转换产生最终交流输出以接入电网。尽管电子行业正朝着更高效的单级转换器方向发展，但设计人员仍需应对开关器件本身的物理局限。因此现在许多单级设计都是采用背靠背的传统单向开关，导致开关数量增加四倍，整体效率降低。　　双向GaN技术的出现彻底改变了这一局面。通过在单个GaN产品中集成双向阻断功能，仅需更少的开关即可实现单级功率转换。以典型的太阳能微逆变器为例，仅需两颗瑞萨SuperGaN®双向高压器件即可——相较传统方案，可省去中间的直流链路电容器，并将开关数量减半。此外，GaN器件具备高速开关特性与低存储电荷，可实现更高开关频率和功率密度。在实际单级太阳能微型逆变器应用中，这种新型GaN架构由于无需背靠背连接和低效的硅开关，其功率效率可超过97.5%。　　兼具强劲性能与可靠性，兼容硅基驱动器　　瑞萨650V SuperGaN®产品已在市场中获得验证，其基于专有的常关断技术，具有驱动简单、可靠性高的特点。此次推出的TP65B110HRU将高压双向耗尽型GaN芯片与两颗低压硅基MOSFET进行共同封装。这两颗低压MOSFET具备高阈值电压(3V)、高栅极耐压裕量(±20V)以及内置体二极管，可实现高效的反向导通。相较于增强型(e-mode)双向GaN产品，瑞萨的这款双向GaN开关可兼容无需负栅极偏置的标准栅极驱动器。这不仅简化了栅极回路设计，降低了成本，还使其在软开关和硬开关操作模式下，均能实现快速、稳定的开关过渡，且不影响整体性能表现。对于维也纳式整流器等需要硬开关的电源转换拓扑结构，凭借其超过100V/ns的高dv/dt能力，该器件在开关导通/关断过程中可最大程度的减少振铃并缩短延迟。总而言之，瑞萨的这款GaN新品实现了真正意义上的双向开关功能，将高可靠性、高性能和易用性集于一身。　　Rohan Samsi, Vice President, GaN Business Division at Renesas表示：“将我们的SuperGaN技术拓展至双向GaN平台，标志着功率转换设计规范的重大变革。现在，我们的客户能够以更少的开关元件、更小的PCB面积和更低的系统成本，实现更高的效率。同时，他们还可借助瑞萨在系统级集成方面的优势——包括栅极驱动器、控制器和电源管理IC——来加速设计进程。”　　TP65B110HRU的关键特性　　±650V连续峰值交流/直流额定电压，±800V瞬态额定电压　　2kV人体模型ESD防护等级(HBM与CDM)　　25℃环境下典型导通电阻(Rdson)为110mΩ　　Vgs(th)典型值3V　　无需负驱动　　Vgs最大值±20V　　超过100V/ns的dv/dt抗扰度　　1.8V，VSS,FW续流二极管压降　　采用行业标准引脚布局的TOLT顶部散热封装　　瑞萨电子于2026年3月22日至26日，在美国得克萨斯州圣安东尼奥举行的国际应用功率电子会议(APEC)1219号展位上，展示这款最新双向GaN开关及其不断丰富的智能电源解决方案产品组合。　　供货信息　　TP65B110HRU双向GaN开关现已批量供货。客户还可选购RTDACHB0000RS-MS-1评估套件，用于测试不同驱动方案、检测交流零交叉点以及实现软开关功能。　　成功产品组合　　瑞萨将新型GaN双向开关与产品组合中众多兼容器件相结合，打造了500W太阳能微逆变器和三相维也纳整流器解决方案。这些“成功产品组合”基于相互兼容且可无缝协作的产品，具备经技术验证的系统架构，带来优化的低风险设计，以加快产品上市速度。瑞萨现已基于其产品阵容中的各类产品，推出超过400款“成功产品组合”，使客户能够加速设计过程，更快地将产品推向市场。更多信息，请访问：renesas.com/win　　感受瑞萨动力　　以创新、品质与可靠性为核心驱动，瑞萨引领功率电子行业的发展，每年出货量超过40亿颗组件，产品组合包括电源管理IC、分立和宽带隙GaN产品、计算功率器件等。这些产品覆盖汽车、物联网、基础设施和工业应用等所有主要市场。瑞萨的功率产品组合无缝对接其领先的MCU、MPU、SoC与模拟解决方案，借助数百种经工程验证的“成功产品组合(Winning Combinations)”以及PowerCompass™和PowerNavigator™等创新设计工具，显著简化并加速了客户设计流程。更多信息，请访问：renesas.com/power。
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发布时间：2026-03-25 13:11 阅读量：949 继续阅读>>

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