onsemi垂直氮化镓：损耗降50%！AI电动化新纪元！

进入2025年，全球正面临由人工智能数据中心、电动汽车以及各类高能耗应用驱动的能源需求激增。在这一背景下，半导体技术的每一次突破都显得尤为关键。近期，一家名为onsemi的公司推出了一项名为垂直氮化镓（vGaN）的功率半导体技术，为这些前沿应用在功率密度、能效和坚固性方面设立了新标杆。这项下一代GaN-on-GaN功率半导体技术，通过独特的垂直电流传导方式，有望实现更高的工作电压和更快的开关频率，从而有效节约能源，助力AI数据中心、电动汽车、可再生能源以及航空航天、国防和安全等领域打造更小、更轻的系统。

onsemi公司此次发布的垂直氮化镓技术，是功率半导体领域的一项重要进展。其核心在于独特的GaN-on-GaN技术，这种设计允许电流以垂直方向通过化合物半导体芯片，而非传统的横向流动。这一创新使得器件能够承受更高的电压，并支持更快的开关速度，最终有助于设计出更为紧凑的系统。据介绍，这项突破性解决方案在降低能量损耗和散热方面表现出色，有望将损耗降低近50%。

这项技术的研发与制造均在美国纽约州的onsemi公司锡拉丘兹工厂进行。onsemi公司已积累了超过130项全球专利，涵盖垂直氮化镓技术的基础工艺、器件架构、制造流程以及系统创新等多个方面。进入2025年，onsemi已开始向早期合作客户提供700V和1,200V器件的样品进行测试和评估。

当前全球正步入一个新时代，能源已成为限制技术进步的关键因素。从电动汽车、可再生能源，到如今能耗已超过某些城市的人工智能数据中心，电力需求正以超乎我们发电和高效输送能力的速度增长。在这样的背景下，每一瓦特的节能都至关重要。

onsemi的垂直氮化镓技术，正是在这一能源挑战下应运而生。它旨在单一芯片内处理高电压（可达1,200伏甚至更高），并以极高的频率切换大电流，同时保持卓越的效率。采用这项技术构建的高端电源系统，理论上可将损耗降低近50%。同时，由于其高频操作特性，也能相应地减小电容器和电感器等无源元件的尺寸。此外，相较于当前市场上普遍采用的横向氮化镓器件，垂直氮化镓器件的尺寸预计可缩小约三倍，这为系统的小型化设计提供了巨大空间。

这种高功率密度、优异的热性能和高可靠性，使得垂直氮化镓技术在以下关键高功率应用领域具有显著优势：

onsemi公司企业战略高级副总裁迪内什·拉马纳坦（Dinesh Ramanathan）表示：“垂直氮化镓是行业的一项重要变革，它巩固了onsemi在能效和创新领域的领导地位。随着电气化和人工智能重塑各个行业，效率已成为衡量进步的新标准。将垂直氮化镓技术加入我们的功率产品组合，为客户提供了极致的工具包，以提供无与伦比的性能。通过这一突破，onsemi正在定义未来，而在这个未来中，能效和功率密度将是竞争力的核心。”

当前市场上大多数商用氮化镓器件都构建在非氮化镓衬底上，比如硅或蓝宝石。而onsemi的垂直氮化镓技术，特别是针对高压器件，采用了独特的GaN-on-GaN技术。这意味着电流能够垂直穿过芯片，而非沿着其表面流动。这种设计带来了更高的功率密度、更优异的热稳定性和在极端条件下的鲁棒性能。

相较于硅基或蓝宝石基氮化镓器件，垂直氮化镓技术在更高电压处理能力、更快开关频率、更优可靠性以及增强的坚固性方面具有明显优势。这些特性共同使得开发更小、更轻、更高效的电源系统成为可能，并有望降低对散热的需求和整体系统成本。

这项技术主要带来以下益处：

• 更高功率密度： 垂直氮化镓能够在更小的芯片面积内处理更高的电压和更大的电流。
• 更高效率： 显著减少功率转换过程中的能量损耗，从而降低发热量和散热成本。
• 更紧凑的系统： 更高的开关频率有助于减小电容器和电感器等无源元件的尺寸，最终实现整体系统的紧凑化。

onsemi公司作为一家在纳斯达克上市（股票代码：ON）的企业，一直致力于通过创新驱动更好的未来。其业务重点聚焦于汽车和工业终端市场，积极推动电动汽车、智能电网、工业自动化、5G和云计算基础设施等大趋势的发展。onsemi通过提供差异化和创新的产品组合，致力于解决全球复杂的挑战，引领创建更安全、更清洁、更智能的世界。该公司已被纳入纳斯达克100指数®和标普500®指数。

对我们中国的跨境从业者而言，onsemi此次垂直氮化镓技术的发布，无疑为全球半导体产业，特别是功率半导体领域，带来了新的发展方向和机遇。随着AI和电动化浪潮的深入演进，对高效率、高功率密度电源解决方案的需求将持续增长。这类前沿技术的突破，不仅影响着产品本身的性能和成本，更将重塑相关产业链的竞争格局。从新能源汽车的出口，到数据中心基础设施的建设，再到工业自动化设备的升级，对这类核心技术的掌握和应用，将直接关系到中国企业在全球市场中的竞争力。

因此，国内相关从业人员应持续关注全球半导体材料与器件的最新动态，深入了解垂直氮化镓等创新技术可能带来的影响。这不仅有助于我们预判市场趋势，优化产品设计和供应链策略，更能抓住全球技术变革带来的新商机，从而在全球跨境贸易中占据有利位置。

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本文来源：新媒网 https://nmedialink.com/posts/onsemi-vgan-50-loss-ai-ev-future.html