> **来源：[研报客](https://pc.yanbaoke.cn)** CoolGaN™ # 英飞凌 # 2026年GaN技术展望 来自功率半导体领导者的视角 # 目录 GaN功率技术发展视角 3 市场走势 4 产品创新 6 应用 11 为什么选择英飞凌和英飞凌 GaN？ 15 总结 20 参考文献 21 作为全球功率半导体领域的领导者，英飞凌正凭借其先进的硅（Si）、碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）技术，加速向高效、可持续解决方案转型。在这些技术中，GaN作为一种变革性创新技术脱颖而出，正在多个应用领域不断突破功率电子在效率、性能和可靠性方面的极限，其中包括AI数据中心、人形机器人、电动汽车等。 近期达成的一系列里程碑充分展现了 GaN 的巨大潜力：我们的 $\mathrm{CoolGaN}^{\mathrm{TM}}$ 双向开关已在光伏微型逆变器中取得显著成功，在提升效率的同时，有效降低了系统成本。此外，GaN 在单级车载充电器中的应用，也正在为功率密度和系统性能带来突破性的提升。 GaN 性能卓越, 但要充分释放其潜力, 仍需应对成本与规模化量产等挑战。英飞凌正致力于克服这些挑战——其中最重要的一项举措, 是推进具备可扩展性的高产能 $300 \mathrm{~mm}$ GaN 功率晶圆技术, 从而推动 GaN 在成本上接近 Si 技术。此类创新已深深融入英飞凌的 GaN DNA, 并体现在定义英飞凌 GaN 领导地位的三大核心支柱之中: - 技术：英飞凌凭借广泛的产品组合、先进的 $300 \mathrm{~mm}$ 制造能力，以及双向开关（BDS）等突破性技术，“英”领 GaN 创新。 - 系统：通过结合应用专业能力与全面的产品组合，英飞凌提供经过优化的高性能系统解决方案，帮助客户实现投资回报最大化。 - 运营：依托卓越的品质、可靠性、供应连续性，以及对 $300 \mathrm{~mm}$ 制造工艺的持续投入，英飞凌确保 GaN 解决方案能够实现无缝、可扩展的交付。 在我们的白皮书《英飞凌2026年GaN技术展望》中，我们深入探讨了GaN技术的整体格局、应用场景以及未来发展前景。您将从中获得有关GaN创新的深度洞见、真实应用案例，以及专家对于克服最终应用落地挑战的专业观点。 诚邀您加入我们，一同踏入 GaN 的世界，探索这一变革性技术如何助力塑造一个更可持续、更高效、更互联的未来。 Johannes Schoiswohl 博士 英飞凌高级副总裁 兼GaN系统业务线总经理 # 市场走势 # 预测1：2026年GaN市场份额将大幅增长 在优异的性能、效率和可靠性的推动下，GaN功率半导体的应用正加速向各个细分领域普及。各行各业的客户正以更大规模部署GaN技术，并倾向于选择像英飞凌这样具备可靠品质与创新能力的可信供应商。 在过去一年中，GaN技术取得了显著进展，其中双向开关（BDS）成为一项关键创新。这一突破对汽车、工业以及可再生能源系统等多个应用领域产生了深远影响。通过使用单个可实现双向功率流动的BDS，取代两个（背靠背配置）或四个（全桥配置）单向开关，不仅显著降低了成本，也使更小型、更高效的功率系统成为可能。值得一提的是，英飞凌的CoolGaN™BDS已在Enphase光伏微型逆变器中取得了巨大成功，在显著提高效率的同时，有效降低了系统成本，充分体现了其在可再生能源应用中的影响力。汽车行业正加速迈向更加紧凑、高效且具成本竞争力的解决方案。通过实现诸如单级矩阵变换器等创新拓扑结构，英飞凌的BDSGaN技术自2025年以来已获得广泛关注，并有望在不久的将来成为车载充电器（OBC）应用的主流解决方案。预计该技术将于2026年迎来首次市场化应用，这一里程碑事件标志着行业在向更高能效、更强可扩展性以及更加可持续的解决方案转型过程中迈出了重要一步。随着GaN技术的不断成熟，其在各行业的应用有望重新定义效率和性能的行业标杆。 展望2026年，GaN功率半导体市场有望迎来大幅增长，相关预测显示，到2030年，该市场规模将接近30亿美元，较2025年GaN功率器件市场规模增长约 $400\% [1]$ 。Yole和TrendForce均预测GaN功率半导体市场将实现显著增长。其中，TrendForce预计全球GaN功率器件市场规模将从2025年的6.15亿美元增至2026年的9.2亿美元，同比增长 $50\% [2]$ 。同样，Yole Group预测该市场收入将从2025年的5.84亿美元增长至2026年的9.22亿美元，增长率高达 $58\%$ ，并在2030年前实现约100亿美元的累计收入潜力[3]。 这一快速增长得益于自2025年开始的大规模产能爬坡，这不仅推动了GaN在多个行业的应用扩展，而且也使得其进入全新的应用领域。后续章节将进一步探讨推动这一显著增长轨迹的其他关键因素。 GaN的成功同样离不开行业领导者和早期采用者的推动，他们为GaN的逐步普及铺平了道路。在2020年代的前半期，GaN在消费类充电器和电源适配器等市场迅速普及，并很快成为核心技术之一。安克、苹果和三星等公司不仅将GaN集成至其旗舰产品中，还通过积极展示其优势，加速了GaN的普及，进一步巩固了其市场地位。 # 你知道吗？ 到2026年初，欧盟所有新设备都将支持USB-C充电。 # GaN 基于GaN的USB-C充电器可实现更灵活、更快速的充电解决方案。 当前，在行业先驱的推动下，GaN正在进入新一轮应用阶段。2025年，英伟达和英飞凌宣布在全新的800V数据中心架构方面展开合作，展现了GaN在为电源单元（PSU）和中间总线转换器（IBC）等关键器件供电方面的应用潜力；与此同时，Enphase也已成功利用GaN提高了其光伏微型逆变器的效率。 随着 GaN 技术的日趋成熟，市场正在向一个全新的应用阶段过渡，其特征是 GaN 解决方案在多个领域得到广泛应用，而这一进程得到了行业领军企业的积极推动。预计从 2026 年起，这一转变将引发连锁反应，并在所有细分领域实现约 $44\%$ 的复合年增长率（CAGR）[4]。 # 产品创新 # 预测2：2026年，设计人员将在光伏逆变器和电动汽车车载充电器之外，发掘双向开关的更多新用途 GaN器件技术最重要的突破之一是双向开关（BDS）的开发。这类先进器件可实现电流在两个方向上的导通，通过显著改善品质因数（例如：功率损耗）、降低复杂度并提升效率，从根本上改变了功率电路的设计方式。双向开关将多个器件的功能以单片方式集成于单一器件之中，从而简化了功率转换系统，在工业、消费电子和汽车应用中，实现了以更少器件构建更具成本效益的解决方案： 传统的功率转换系统通常采用两级架构，即分别进行功率因数校正（PFC）和DC/DC转换。这种方法需要大量器件，不仅推高了成本，也增加了系统复杂度和整体尺寸。而基于GaN的双向开关则推动了向单级功率转换的范式转变。英飞凌的高压双向GaN开关采用了革命性的共漏极设计与双栅极结构，并基于成熟可靠的栅极注入晶体管（GIT）技术。这种独特架构能够利用同一漂移区在两个方向上阻断电压，相比传统的背靠背方案，显著缩小了芯片尺寸。紧凑的集成设计不仅节省了空间，还最大限度地减少了寄生元件数量，从而实现了更快的开关速度和更高的效率。除了简化系统架构之外，双向开关还带来了一个关键优势：支持无直流母线和和无桥式设计。这对于下一代应用特别重要，例如：功率等级超过10kW的AI和企业级服务器、功率超过200W的大功率充电器、光伏储能系统以及电流源逆变器电机驱动系统等。 在AC/DC应用中替代背靠背开关 单级隔离式AC电能转换 电流源变换器 (CSI) AI服务器、适配器、照明等 光伏、车载充电器 (OBC) 电机驱动 通过实现双向无缝功率传输，GaN BDS正在推动并网系统的持续创新，使能源解决方案更加智能、高效，并助力构建可持续的未来。最终，2026年单级AC-DC设计取得的持续成功，也将促使其他行业参与者采用类似的创新，以保持竞争力。 40V至120V范围内的GaN双向开关标志着功率电子领域的又一项重要突破。随着消费电子、数据中心、可再生能源和工业等领域的功率拓扑结构不断革新，对双向功率控制的需求正日益增长。 这使得电路在静态与动态应用中均需要具备双向开关能力，例如：USB-C PD端口保护、SMPS热插拔、电池断接以及电池管理系统等。传统解决方案通常采用背靠背开关，以在功率转换器中实现双向“阻断”。 # 服务器 主板 一 扩展卡 UPS/电池备份单元 - OR-ing FET # 储能系统 家用储能 工业储能 # 消费设备保护与USB-OTG 充电过压保护与USB-OTG，适用于： - 智能手机、笔记本电脑 手持游戏机 一相机 一 显示器 扩展坞 # 电池管理系统 一 电动工具 一 电动自行车 一 电动滑板车 - GaN双向开关基于肖特基栅极技术，采用共享源区结构。该器件通过共源极BDS设计，最大限度地缩小尺寸。 - 例如，在智能手机USB端口保护方面，使用GaN BDS，可使功率开关的PCB面积减少 $82\%$ ，该器件在导通状态下，支持双向电流流动，在关断状态下，可实现双向电流和电压阻断。简而言之，这些中压GaN双向开关并非渐进式改进，而是基础性突破，它们正在重塑功率系统的设计方式，使其在消费电子、工业和能源应用中，实现更小尺寸、更高速度和更高效率。 # 预测3：2026年，新技术和封装平台将获得更多投资和资源 随着对高性能、高效率、紧凑型功率电子产品的需求持续增长，GaN已在半导体行业中稳固确立了其作为变革性推动力量的地位。与此同时，随着GaN技术生态的不断演进，一系列新兴技术正在涌现，有望释放下一代性能潜力，并进一步拓展GaN的应用能力。 # GaN-on-GaN（即垂直 GaN） 当前备受关注的一类材料平台，是垂直 GaN 技术的发展。现有较为成熟的 GaN 技术多基于横向器件结构，即电流沿衬底表面方向流动，而垂直 GaN 则采用了一种截然不同的技术路径。在垂直 GaN 器件中，电流垂直穿过衬底流动，从而实现更高的击穿电压和更强的功率处理能力。尽管具备上述优势，垂直 GaN 技术仍处于早期发展阶段。在实现大规模应用之前，仍需克服多项挑战。垂直 GaN 器件的制造过程复杂且成本较高，需要先进的外延技术，以及精心设计的支撑材料。随着投资持续增加、经验不断积累，这一技术方向值得持续关注。 # 蓝宝石衬底 GaN 目前，硅仍是 GaN 外延生长中应用最广泛的衬底材料，主要得益于其良好的成本效益和可获得性。然而，近年来，蓝宝石衬底凭借其独特的特性，已成为一种极具前景的替代材料，是特定 GaN 应用场景的理想选择。蓝宝石衬底 GaN 技术兼具高性能、低成本和可扩展性，尤其适用于消费电子和低功耗应用，例如智能手机电源适配器、笔记本电脑充电器等。随着制造工艺的不断改进（例如：更有效的缺陷密度降低方法），蓝宝石衬底 GaN 未来有望拓展至功率要求更高的应用领域。。 # 衬底前沿探索 在不断寻求 GaN 技术“终极解决方案”的过程中，即寻找一种既能完美匹配 GaN 晶体结构、又具备成本可行性的衬底材料，相关研发投入也在不断增加。 由此催生了许多新型衬底平台，例如“工程化衬底”。这类衬底通常采用复杂的复合核心结构，例如：陶瓷材料或绝缘体上硅（SOI）技术，以模拟 GaN 的热膨胀特性。另一种备受关注的衬底材料是金刚石，其具备所有材料中最高的导热率。通过将 GaN 与金刚石衬底键合，热量可以瞬间散发。近期，研究人员在这一领域取得了突破，通过开发“声子桥层”，来改善键合界面，从而降低了此前限制性能提升的热阻。然而，在金刚石衬底能够实现大规模应用之前，其高成本和技术复杂性问题仍有待进一步解决。 # 封装驱动性能释放 对于 GaN 而言，封装不仅仅是起到保护作用的外壳，更是高性能的传递通道。由于 GaN 芯片的开关速度可达 Si 的 100 倍，且尺寸明显更小，因此，传统的封装方式（例如：20 世纪 90 年代的塑料“黑色引脚”封装）会削弱其性能优势。打个比方：如果将法拉利的发动机（GaN）装进拖拉机底盘（传统封装），它也没法跑得更快。为了充分释放 GaN 的潜力，业界一直在评估和实施更合适的 GaN 封装方案。其约束条件主要包括：两大物理挑战——寄生电感和热密度；多种功能与特性的集成；以及不可忽视的成本因素。 在业界广泛采用标准xQFN和TOLx功率封装，并将驱动器与晶体管集成的同时，新的封装平台也在不断涌现。其中包括集成功率模块（IPM），其特点是设计紧凑，外部器件需求极少，并集成了栅极驱动功能。 在更高的功率水平下，GaN 功率模块正日益受到关注。在工业电机驱动、直流快速充电器、光伏组串逆变器、不间断电源等应用中，GaN 功率模块为高效功率转换提供了有效的解决方案。这类模块通过极其紧凑的芯片封装，实现了极低的杂散和寄生电感；其高度对称的设计也非常适合通过并联 GaN 晶体管，来支持高功率应用，输出功率最高可达约 $70 \mathrm{kW}$ 。除了系统效率提升和功率密度增加等已知优势外，这些功率模块封装还通过多种标准拓扑结构和模块定制选项，显著提升了系统的易用性。 # 预测4：2026年，控制器IC将通过利用温度、电流和其他系统信息来提升系统性能。 除了将开关和驱动器集成至同一封装之外，集成化工作还进一步扩展至提升功能性、安全性和智能化运行的相关特性。健康状态（SoH）功能目前仍处于起步阶段，而 GaN 正日益被视为提升系统可靠性的重要手段。借助 SoH 功能，微控制器（MCU）可通过识别先兆信号（即表明系统参数正在发生变化的细微参数变化）来判断系统的健康状况。在 GaN 器件中，更新一代产品已经集成了多种传感和保护要素，例如：电流和温度感测、故障检测以及自保护功能。 集成的传感和保护功能，使得对器件的运行状况进行精细化监控成为可能，尤其是在高功率密度或严苛工况环境下，可有效防止过压、过流和热失控等问题的发生。例如，MCU还可以生成警报，用于提前预防性维护、停止服务或采取各种功率限制措施。随着AI和学习模型在可预测性方面的理解和优化能力的不断提升，MCU与高度集成的GaN器件组合正逐渐成为行业日益关注且期待的一种解决方案。 # 应用 - GaN在各行各业中的应用，正受到多项变革性大趋势的共同影响，这些趋势正在改变我们供电、互联和维系可持续性的方式。电气化、数据爆炸和能效正在重新定义对GaN等先进材料的需求，并成为创新和可持续发展的重要催化剂。 # 电气化 一 电子设备快速普及 - 电动出行增长 - 电池供电便携设备增加 # 能效提升 可再生能源发电与储能 全球聚焦碳减排 - 消费者对可持续性的需求提升 # 数据爆炸 AI与机器学习 - 社交媒体与用户生成内容 日常生活与商业的数字化 2026年，GaN将继续在多个行业和应用领域开辟新的发展路径。其独特特性在推动技术系统变革方面发挥了至关重要的作用。从AI驱动的数据中心电源，到量子计算平台和绿色储能解决方案，GaN的应用版图正在不断扩展。本章节将深入探讨GaN的一些最具潜力的新兴机遇，及其在先进系统和技术中的持续应用。 # 预测5：2026年，设计人员将突破AI数据中心的功率密度瓶颈 AI正在推动数据中心架构的快速变革。传统上，GaN凭借在电源单元（PSU）中的优异性能而备受认可，在更小的尺寸和更高的效率下实现高电压和开关频率运行，是其核心优势之所在。然而，如今GaN在数据中心的应用已不再局限于PSU。 随着功率需求持续攀升，以及行业向800V、+/-400V基础设施的演进，业内普遍预计GaN将在电池备用单元（BBU）和中间总线转换器（IBC）中发挥越来越重要的作用，这两类关键系统可显著受益于GaN的高功率密度特性及其在苛刻环境下提升效率的能力。随着AI的快速普及，功率密度要求和尺寸限制也随之提高，促使工程师和系统管理者重新审视功率等级、热管理以及系统性能的可预测性。GaN在支持创新拓扑结构方面的独特优势，使其能够胜任这些未来的应用场景，并推动其应用范围从数据中心，进一步扩展到更广泛的领域。 # 预测6：2026年汽车市场将拥抱GaN技术，推动48V架构革新与动力系统性能提升 随着 GaN 技术的持续演进，其能力正通过集成化技术与模块化设计不断拓展，尤其体现在车载充电器、牵引逆变器、高压（HV）及 48 V DC/DC 转换器，以及照明系统等应用中。值得注意的是，基于 GaN 的模块能够将多种器件集成于单一封装之内，并可与系统级监测功能相结合，从而显著缩小体积、减轻重量、改善散热、降低寄生效应，并优化开关特性。由此进一步提升了现代电动汽车（EV）系统的稳健性，并有助于延长续航里程、提高能效以及增强可靠性——这些正是当前电动汽车市场中的核心价值驱动因素。 # 预测7：2026年，基于GaN的小型化集成电机控制电子器件将使机器人关节更紧凑、定位更精准。 机器人技术处于机械工程、机器学习和功率电子技术的动态交汇领域，正在深刻改变各行各业及社会，从工厂与物流，到农业、医疗以及家庭应用。随着机器人技术的不断革新，其发展正从单纯的自动化，迈向物理AI阶段，使机器人能够在现实物理世界中感知、思考和行动。这一转变使机器能够与人类和自主系统协同工作，并在复杂的环境中导航。半导体在这一技术跃迁中扮演着重要角色，是机器人不可或缺的基础构成单元，赋予其“感知”、“决策”和“运动”能力，使其能够实现智能、安全、可靠的人机协作。这类应用离不开紧凑的设计和精确的功率管理，而这正是GaN的优势所在。因此，GaN技术发挥着关键作用，以人形机器人为例，GaN技术可通过更紧凑、更高效、性能更优的功率模块，实现精确的运动控制，即便在手肘、手部等空间受限的关键部位亦是如此。对于机器人工程师而言，GaN技术有助于实现更轻量化的机器人、更长的运行时间、更高的机动性以及更优异的电机控制性能。同时，GaN技术还能使机器人以更高的精度和效率完成各类任务。 # 你知道吗？ 全球工业机器人数量已超过400万台。到2031年，人形机器人的数量可能超过100万台。 # GaN # 系统精度、准确性、尺寸缩小 基于GaN的电机驱动器体积可缩小 $40\%$ 并提升精细运动控制能力。 # 你知道吗？ 光伏组件输出功率持续提升的同时，系统降本需求不断增强。 # GaN 双向GaN开关频率最高可达1MHz，在相同体积的逆变器中，可实现 $40\%$ 更高输出功率，同时降低系统成本。 # 预测8：2026年，新兴应用将在可再生能源、数字医疗和量子计算领域验证GaN的价值主张。 全球向可持续发展的转型，为 GaN 技术革新绿色能源系统创造了巨大机遇。储能解决方案作为可再生能源发电和电网稳定的关键支撑，需要使用先进的功率转换技术，即在最大限度地降低能量损耗的同时，减少热损失。在这一领域，一项具有颠覆意义的创新是将 GaN 双向开关集成到光伏微型逆变器中。通过在单一器件中实现对充放电过程的无缝控制，这类双向开关重新定义了效率水平，实现了前所未有的功率密度和能量优化。凭借以极低功率损耗进行高频开关的优势，GaN 双向开关为更小型、更轻量、更高效的微型逆变器设计开辟了新的可能性。这项革新性技术不仅提高了能量转换效率，还缓解了热损耗问题，从而带来了更可靠、更经济的解决方案。借助 GaN 的独特能力，光伏系统可在性能、经济性和可持续性方面实现显著跃升，进一步加速全球向可再生能源的转型进程。 另一个有望从 GaN 应用中显著获益的关键领域是数字健康和可穿戴设备。这类系统通常外形紧凑、对电池依赖度高，面临能效和散热方面的挑战。GaN 能够在提供高效功率转换的同时，最大限度地降低发热，从而直接解决这些难题。除了设备本身，GaN 对 AI 增强型数据中心的贡献，也将为处理和存储可穿戴设备生成的健康数据所需的云基础设施，提供有力支撑。GaN 赋能的可穿戴设备与数据中心，将共同塑造数字健康的未来，使医疗应用中的实时监测和预测分析更加可靠和高效。 在 GaN 的所有前沿应用中，量子计算或许是最具未来感的领域之一。这项尖端技术要求极其稳定、低噪声的电源供应，以维持量子态（量子比特）的稳定性。在这一背景下，GaN 的高效率和低电磁干扰（EMI）特性显得尤为重要。随着量子计算技术日趋成熟，这一新兴计算范式为 GaN 成为高性能供电系统的基础技术提供了重要机遇。 随着技术持续向更高性能、更高效率和更可持续的方向演进，GaN有望成为核心赋能技术。无论是推动AI的未来发展、支撑量子计算，还是加速绿色能源和机器人技术的普及，GaN都将在这日新月异的世界中，为打造下一代解决方案发挥关键作用。对于工程师和决策者而言，机遇已十分明确：及早采用GaN，意味着企业能够在未来的发展进程中持续保持领先地位。 # 为什么选择英飞凌和英飞凌GaN? 在竞争激烈的功率半导体市场中，英飞凌凭借其在 GaN、SiC 和 Si 领域的创新解决方案，确立了全球领先低位。通过实施集成器件制造（IDM）战略，英飞凌能够提供尖端技术，满足各行各业不断变化的需求。凭借对技术的持续投入、系统级专业能力以及垂直整合的运营模式，英飞凌的 GaN 产品组合充分体现了其在提供高性能、高可靠性和可扩展功率解决方案方面的坚定承诺。正是基于这一长期投入，英飞凌成为值得信赖的合作伙伴，助力客户高效开发并部署面向未来的技术。本节将重点阐述英飞凌 GaN 的差异化优势，以及巩固其行业领导者和创新引领者地位的关键因素。 # 为什么选择英飞凌？ 英飞凌是全球领先的功率系统与物联网半导体提供商，致力于通过产品和解决方案“英”领低碳化和数字化转型。英飞凌的差异化优势主要体现在其在功率半导体和汽车微控制器领域的市场领导地位、对关键社会性大趋势（如绿色高效能源、清洁安全出行、智能安全物联网）的高度关注，以及将自有制造能力与技术创新相结合的战略布局。英飞凌在汽车和功率半导体解决方案领域处于全球领先地位。这一领先优势使其具备深厚的应用理解能力和稳固的客户关系，从而能够有效地开展合作，满足当前及未来的需求。 英飞凌以其悠久的技术创新历史为傲，包括在Si、SiC和GaN功率半导体领域持续领先的行业地位。英飞凌在功率半导体领域的专业能力和领先地位，建立在一流的研发体系之上，并以对各类半导体材料独特特性的深刻理解为基础。正是这种持续的创新精神，推动英飞凌在三条技术路线上均取得技术进步。作为补充，英飞凌还拥有涵盖MCU、驱动器、传感器和安全解决方案在内的完整产品阵列。这一广泛的产品组合，使英飞凌能够为复杂系统提供全面的解决方案，覆盖从新一代数据中心到电动汽车等多种应用场景。英飞凌并非仅仅提供单一器件产品，而是基于深厚的应用理解，向客户交付完整的系统级解决方案，从而与客户携手应对复杂的挑战。 通过上述战略布局，英飞凌将自身定位为以技术赋能更轻松、更安全、更绿色生活的关键力量，“英”领低碳化和数字化转型。 # 为什么选择英飞凌GaN 依托技术、系统与运营三大核心支柱，英飞凌在GaN技术领域持续引领行业发展，帮助各行各业释放这一技术的巨大潜力。尽管GaN的大规模应用面临最后的障碍，英飞凌正致力于将此转化为机遇。 # 平衡成本与性能 从历史上看，由于材料成本较高、制造工艺复杂，以及规模经济长期向 Si 倾斜，GaN 的成本曾远高于 Si。尽管 GaN 已充分证明其能够降低系统成本，并削减总拥有成本，但持续的成本下降和性能提升，仍是推动其应用不断扩展的关键因素。英飞凌正通过多个项目推进这一进程，例如，英飞凌正在推进全球首款 300 mm GaN 功率晶圆量产项目，在制造效率方面实现了突破性提升——单片晶圆的芯片数量提升至原来的 2.3 倍。这一进步不仅降低了成本，使 GaN 的成本进一步接近 Si，同时也通过将高性能与可负担性相结合，加速了 GaN 在市场中的应用落地。 # 克服转型挑战：实现GaN与Si基础设施的兼容 推动 GaN 普及的一条重要路径，是确保其能够兼容现有的 Si 基础设施，因为半导体行业长期以来深深扎根于 Si 技术体系之中。在早期阶段，由于 GaN 器件在尺寸、引脚布局以及系统要求等方面的差异，将 GaN 器件集成到原本为硅设计的系统中并不容易，增加了工程师的使用门槛。为了实现平滑过渡，业界不断改进封装技术，缩小 GaN 器件的外形尺寸，使其日益适配现有系统设计。英飞凌通过提供与 Si 器件引脚封装尺寸兼容的 GaN 封装，有效应对了这一挑战，确保 GaN 能够作为 Si 器件的直接“即插即用”替代方案，从而简化设计流程，并加快其应用推广。 # 应对学习曲线：行业培训 - GaN的应用推广还面临另一项挑战：即工程师和设计人员已习惯使用Si器件，因此面临陡峭的学习曲线。尽管GaN在性能方面具备显著优势，但要充分发挥其潜力，仍需深入理解其与硅器件之间的差异。工程师需要认识并运用其扎实的工程基础知识，才能应对不同GaN器件在栅极驱动要求和动态电流能力方面的差异。为了弥合这一认知差距，英飞凌通过多种方式提供全面支持，包括全天候的英飞凌开发者社区、销售团队的直接支持，以及“如何上手GaN”计划下丰富的数字化资源和培训项目。通过为工程师提供必要的工具和知识，英飞凌有效降低了GaN的应用门槛，并加速其在整个行业中的落地过程。 # 你知道吗？ 英飞凌提供设计工具和教学资源，可帮助工程师更高效地掌握GaN技术。 www.infineon.com/ how-to-gan 点击了解更多 # 技术 英飞凌首款基于增强型栅极注入晶体管（GIT）设计的GaN产品，充分展现了其在各项参数上相较于级联式GaN的全面优势，不论是在低频条件下的硬开关应用，还是在高频条件下尤为关键的软开关应用中，均表现出优异的高性能功率转换能力。同样，在高压领域，英飞凌的GIT技术在日常运行性能、系统寿命和可靠性方面，也优于肖特基栅极（SG）技术。而在低压领域，英飞凌通过推进SG技术平台，并在器件中单片集成肖特基二极管功能，持续拓展GaN技术所能带来的优势，从而确立了其技术领先地位。基于上述技术平台，英飞凌构建了覆盖广泛、结构多样的GaN产品组合，近期已推出超过40款全新产品，在品质因数和封装方面均实现了显著提升，满足客户的各种需求——无论是面向特定市场的高功率封装，还是与Si-MOSFET兼容的封装。对客户而言，这意味着数十年的专业经验支撑下的可靠技术，确保其解决方案具备优异的品质和可靠性。 # 系统 “系统”这一支柱建立在对应用场景的深刻理解之上，旨在帮助客户开发经过优化的端到端解决方案。通过涵盖仿真工具、技术文档、完整参考设计以及直接技术支持在内的综合支持生态体系，英飞凌简化了设计流程，降低了运营成本，从而加快了产品上市速度。凭借深厚的系统级设计经验，英飞凌助力客户轻松开发经过优化的端到端解决方案。其独特的方法以深入理解并满足客户的特定需求为核心。作为合作伙伴，英飞凌为客户提供的不仅是单一器件，而是量身定制、契合具体需求的系统级解决方案。 # 运营 在瞬息万变的市场环境中，英飞凌的集成器件制造（IDM）模式通过从设计到制造的端到端管控，确保了GaN产品可靠、高质量的供应。这一模式不仅确保了产品一致性和可靠品质，还降低了供应链风险，使客户能够按时交付关键项目，并灵活应对不断变化的市场需求。依托先进的制造设施，英飞凌能够在不牺牲性能的前提下，实现更短的交付周期、更高的可扩展性和可靠性。选择与英飞凌合作，意味着获得优异的产品、稳健的供应链和长期可持续的成功。 # “英”领GaN功率半导体 选择英飞凌，客户不仅能够有效应对当下的挑战，也能为未来的需求做好充分准备。英飞凌与客户携手，共同以经久耐用、性能优异的功率电子解决方案，“英”领功率电子技术的未来。 # 英飞凌GaN产品组合概览 英飞凌的 GaN 产品组合涵盖五大产品系列，既包括分立器件，也包括高度集成的解决方案，电压范围覆盖 $40 \mathrm{~V}$ 至 $700 \mathrm{~V}$ ，并计划在不久的将进一步扩展至更高电压等级。相关产品提供多种封装形式和导通电阻 RDS(on) 选项，并集成各种功能，可根据客户的具体需求量身定制。 如需了解完整产品组合，请访问：www.infineon.com/gan 英飞凌的 GaN 产品涵盖广泛的应用领域，面向不同行业和多样化需求。无论是汽车系统所需的高效解决方案、AI 驱动数据中心所需的紧凑型电源，还是消费类电子领域所需的先进设计，英飞凌均可提供相应支持。选择您的目标应用，即可获取由英飞凌专家提供的技术资料和培训资源。英飞凌团队随时准备协助您开启基于 GaN 的全新系统设计。 <table><tr><td>消费电子</td><td>数据中心与通信</td><td>工业</td><td>可再生能源</td><td>汽车</td></tr><tr><td>手机</td><td>AI电源</td><td>机器人</td><td>光伏微型逆变器</td><td>车载充电器</td></tr><tr><td>适配器与充电器</td><td>企业级电源</td><td>人形机器人</td><td>功率优化器</td><td>48V/12VDC-DC变换器</td></tr><tr><td>家用电器</td><td>不间断电源(UPS)</td><td>LED照明</td><td>储能系统</td><td>电动汽车充电</td></tr><tr><td>D类音频</td><td></td><td>轻型电动车</td><td></td><td>牵引逆变器</td></tr><tr><td>电动工具</td><td></td><td>配送无人机</td><td></td><td>D类音频</td></tr><tr><td>电视与显示设备</td><td></td><td>伺服驱动</td><td></td><td></td></tr></table> 点击了解更多 # 总结 包括英飞凌双向开关在内的最新技术进展，充分展示了 GaN 如何助力实现精简设计、降低系统成本，并显著提高能效表现。随着应用的加速推进，GaN 正不断拓展至 AI 数据中心、机器人、电动汽车、可再生能源，以及数字医疗和量子计算等新兴领域。 在器件架构、衬底技术、封装形式，以及智能化集成等方面取得的突破，正在不断推动系统层面的性能提升。可扩展的生产技术与先进的传感技术，不仅增强了系统灵活性和运行安全性，也使工程师能够在最严苛的环境下，实现高性能解决方案。凭借多功能性和性能优势，GaN已迅速吸引了众多领先科技公司的关注，并推动了市场对其强劲增长前景的预测[1,2,3]: 到2026年底，营收增长 +50% 到2030年底，市场规模增长 +400% # 本白皮书围绕2026年GaN技术发展提出了8大预测，重点阐述了其在多个行业所展现出的革新性潜力。 随着 GaN 市场在 2026 年及以后迈入新的应用阶段和成熟周期，英飞凌的解决方案正为构建一个更加智能、更加清洁、更加互联的世界奠定基础。在各行各业对高能效和紧凑化设计需求持续增长的背景下，由 GaN 驱动的未来有望释放巨大的发展潜力，重塑产业格局，并推动全球经济向更加可持续的方向发展。 英飞凌致力于赋能客户和合作伙伴，助力其从容应对这一全新技术发展。我们正携手合作，共同打造面向未来的高能效技术，持续推动创新，并为更加光明、更加可持续的2026年及更遥远的未来奠定坚实基础。 # 参考文献 [1] Yole Group: Power GaN 2025 Report. https://www.yolegroup.com/product/report/power-gan-2025/ [2] TrendForce: 2025 Global GaN Power Device Market Analysis. https://www.trendforce.com/research/download/RP250731KZ [3] Yole Group: Power GaN 2025 Report. https://www.yolegroup.com/product/report/power-gan-2025/ [4] TrendForce: 2025 Global GaN Power Device Market Analysis. https://www.trendforce.com/research/download/RP250731KZ 英飞凌科技股份公司印制 Am Campeon 1-15, 85579 Neubiberg Germany ©英飞凌科技股份公司，2026年，版权所有。 公开 日期：2026年1月 请关注我们！