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從IGBT到GaN：10kW串式逆變器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵要點(diǎn)與性能優(yōu)勢(shì)解析

隨著全球?qū)δ茉纯沙掷m(xù)性與安全性的關(guān)注升溫，住宅太陽(yáng)能儲(chǔ)能系統(tǒng)需求持續(xù)攀升。當(dāng)前市場(chǎng)上，2kW級(jí)微型逆變器已實(shí)現(xiàn)集成儲(chǔ)能功能，而更高功率場(chǎng)景則需依賴串式逆變器或混合串式逆變器。本文聚焦基于TI GaN FET的10kW單相串式逆變器設(shè)計(jì)，探討其技術(shù)優(yōu)勢(shì)與核心設(shè)計(jì)要點(diǎn)，為住宅太陽(yáng)能應(yīng)用提供高能效、高密度的解決方案參考?；旌洗侥孀兤骷軜?gòu)：從模塊到系統(tǒng)典型的混合串式逆變器通過(guò)穩(wěn)壓直流母線互聯(lián)各功能模塊（圖1），核心子系統(tǒng)包括：●單向DC/DC轉(zhuǎn)換器：執(zhí)行光伏最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT），優(yōu)化能量捕獲；●雙向DC/
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GaN如何讓光伏充電控制器更高效更小巧？TI給出答案

在光伏系統(tǒng)中，充電控制器的效率與體積直接影響太陽(yáng)能利用率和安裝成本。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)多采用MOSFET方案，而德州儀器（TI）推出的中壓GaN器件LMG2100，通過(guò)集成驅(qū)動(dòng)與電源環(huán)路優(yōu)化，為光伏充電控制器帶來(lái)了效率、尺寸與成本的全面突破。電子電氣設(shè)備快速發(fā)展，需要提供的功率比以往任何時(shí)候都大得多。對(duì)于許多家庭來(lái)說(shuō)，要縮減電費(fèi)支出或助力實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)的未來(lái)，太陽(yáng)能都是不錯(cuò)的選擇，而半導(dǎo)體在其中發(fā)揮著重要作用。適用于光伏應(yīng)用的緊湊型高效電源轉(zhuǎn)換器既能幫助用戶減少室內(nèi)占用面積，又能節(jié)省成本。氮化鎵 (GaN
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第三代半導(dǎo)體洗牌GaN躍居主角

拓墣產(chǎn)業(yè)研究院最新報(bào)告指出，第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，氮化鎵（GaN）功率元件憑借其高頻、高功率特性，在5G/6G基地臺(tái)、航空航天、AI運(yùn)算等應(yīng)用領(lǐng)域快速崛起。拓墣預(yù)估，2025年全球GaN功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)7.5億美元，年增率高達(dá)62.7%，至2030年將擴(kuò)大至43.8億美元，年復(fù)合成長(zhǎng)率（CAGR）達(dá)42.3%。GaN組件具備優(yōu)異電性能與高可靠性，除了主流通訊以及工業(yè)應(yīng)用外，也加速滲透至智慧城市、無(wú)線充電與醫(yī)療設(shè)備等新興場(chǎng)景。隨中國(guó)大陸等地積極推動(dòng)產(chǎn)業(yè)自主，全球GaN供應(yīng)鏈本土化進(jìn)程加速，各國(guó)
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GaN如何改進(jìn)光伏充電控制器

本應(yīng)用簡(jiǎn)報(bào)介紹TI GaN器件如何改進(jìn)光伏充電控制器。與MOSFET相比，使用TI GaN器件可提高效率并減小PCB尺寸，而且不會(huì)增加BOM成本。
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基于TI GaN FET的10kW單相串式逆變器的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

鑒于對(duì)能源可持續(xù)性和能源安全的擔(dān)憂，當(dāng)前對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的需求不斷加速增長(zhǎng)，尤其是在住宅太陽(yáng)能裝置領(lǐng)域。市面上有一些功率高達(dá) 2kW 且?guī)в屑墒絻?chǔ)能系統(tǒng)的微型逆變器。當(dāng)系統(tǒng)需要更高功率時(shí)，也可以選用連接了儲(chǔ)能系統(tǒng)的串式逆變器或混合串式逆變器。圖1是混合串式逆變器的方框圖。常見(jiàn)的穩(wěn)壓直流母線可將各個(gè)基本模塊互聯(lián)起來(lái)?；旌洗侥孀兤靼韵伦訅K：●? ?用于執(zhí)行最大功率點(diǎn)跟蹤的單向 DC/DC 轉(zhuǎn)換器。●? ?用于電池充電和放電的雙向 DC/DC 轉(zhuǎn)換器。電池可在夜間或停電
關(guān)鍵字：德州儀器 GaN FET 單相串式逆變器微型逆變器儲(chǔ)能系統(tǒng)

英飛凌300毫米GaN制造路線圖的進(jìn)展

隨著對(duì) GaN 半導(dǎo)體的需求持續(xù)增長(zhǎng)，Infineon Technologies AG 已準(zhǔn)備好利用這一趨勢(shì)，鞏固其作為 GaN 市場(chǎng)領(lǐng)先集成器件制造商（IDM）的地位。今天，該公司宣布其在 300 毫米晶圓上的可擴(kuò)展 GaN 制造正在按計(jì)劃進(jìn)行。隨著 2025 年第四季度向客戶提供第一批樣品，該公司已做好充分準(zhǔn)備來(lái)擴(kuò)大其客戶群并鞏固其作為領(lǐng)先 GaN 巨頭的地位。作為電力系統(tǒng)的領(lǐng)導(dǎo)者，該公司掌握了所有三種相關(guān)材料：Si、SiC 和 GaN。GaN 半導(dǎo)體具有更高的功率密度、更快的開(kāi)關(guān)速度和更低的功率
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GaN代工模型是否面臨問(wèn)題？Innoscience參與臺(tái)積電2027退出

雖然臺(tái)積電計(jì)劃到 2027 年退出氮化鎵（GaN）晶圓代工業(yè)務(wù)，但行業(yè)巨頭英飛凌正在加大努力，這標(biāo)志著 GaN 領(lǐng)域的重大轉(zhuǎn)變。哪些因素可能推動(dòng)了這些不同的策略？根據(jù)《科創(chuàng)板日?qǐng)?bào)》的報(bào)道，中國(guó)英諾賽科董事會(huì)主席羅偉偉解釋說(shuō)，氮化鎵晶圓生產(chǎn)可能不太適合傳統(tǒng)的代工模式。為什么 GaN 不適合代工模型正如報(bào)告中所引用的，Luo 解釋說(shuō)，傳統(tǒng)的功率半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，不會(huì)對(duì)代工服務(wù)產(chǎn)生強(qiáng)勁的需求。特別是對(duì)于 GaN 功率器件，這種模型沒(méi)有提供足夠的投資回報(bào) （ROI），并且缺乏代工廠與其客戶之間通?？吹降?/li>
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瑞薩電子推出用于AI數(shù)據(jù)中心、工業(yè)及電源系統(tǒng)的全新GaN FET

全球半導(dǎo)體解決方案供應(yīng)商瑞薩電子（TSE：6723）今日宣布推出三款新型高壓650V GaN FET——TP65H030G4PRS、TP65H030G4PWS和TP65H030G4PQS，適用于人工智能（AI）數(shù)據(jù)中心和服務(wù)器電源（包括新型800V高壓直流架構(gòu)）、電動(dòng)汽車(chē)充電、不間斷電源電池備份設(shè)備、電池儲(chǔ)能和太陽(yáng)能逆變器。此類第四代增強(qiáng)型（Gen IV Plus）產(chǎn)品專為多千瓦級(jí)應(yīng)用設(shè)計(jì)，將高效GaN技術(shù)與硅基兼容柵極驅(qū)動(dòng)輸入相結(jié)合，顯著降低開(kāi)關(guān)功率損耗，同時(shí)保留硅基FET的操作簡(jiǎn)便性。新產(chǎn)品提供TOL
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臺(tái)積電退出后英飛凌加快GaN推進(jìn) 今年四季度將提供300毫米晶圓樣品

雖然臺(tái)積電計(jì)劃到 2027 年退出氮化鎵（GaN）晶圓代工業(yè)務(wù)，但行業(yè)巨頭英飛凌正在加大努力。根據(jù)其新聞稿，英飛凌利用其強(qiáng)大的 IDM 模型，正在推進(jìn)其 300 毫米晶圓的可擴(kuò)展 GaN 生產(chǎn)，首批客戶樣品計(jì)劃于 2025 年第四季度發(fā)布。據(jù)《商業(yè)時(shí)報(bào)》報(bào)道，臺(tái)積電計(jì)劃在 2027 年 7 月 31 日之前結(jié)束其 GaN 晶圓代工服務(wù)，理由是來(lái)自中國(guó)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手不斷上升的價(jià)格壓力是關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素。Liberty Times 補(bǔ)充說(shuō)，由于對(duì) GaN 的低利潤(rùn)率前景持懷疑態(tài)度，臺(tái)積電已決定逐步退出其
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650V GaN器件在高功率應(yīng)用中對(duì)SiC構(gòu)成挑戰(zhàn)

瑞薩電子宣布推出其 Gen 4+ Super GaN 平臺(tái)，該平臺(tái)具有適用于高功率應(yīng)用的 650 V、30 毫歐姆氮化鎵器件。此次發(fā)布代表了該公司在收購(gòu) Transphorm 并與其控制器和驅(qū)動(dòng)器 IC 產(chǎn)品線集成后對(duì) GaN 技術(shù)的持續(xù)投資。與之前的 35 毫歐姆器件相比，Gen 4+ 平臺(tái)的 RDS（on）和芯片尺寸減小了 14%，直接降低了成本。開(kāi)關(guān)品質(zhì)因數(shù)提高了 50%，而輸出品質(zhì)因數(shù)提高了 20% 以上。在比較測(cè)試中，瑞薩電子在 4 kW 電源應(yīng)用中的損耗比領(lǐng)先的碳化硅 MOSFET 和 JF
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臺(tái)積電無(wú)預(yù)警退出GaN市場(chǎng) 納微有望接手美國(guó)訂單

國(guó)際功率半導(dǎo)體廠納微半導(dǎo)體于提交美國(guó)證券交易委員會(huì)（SEC）消息指出，臺(tái)積電將于2027年7月31日結(jié)束氮化鎵（GaN）晶圓代工業(yè)務(wù)，擬向力積電尋求產(chǎn)能支持。對(duì)此，臺(tái)積電回應(yīng)表示，經(jīng)過(guò)完整評(píng)估后，決定在未來(lái)兩年內(nèi)逐步退出氮化鎵（GaN）業(yè)務(wù)。臺(tái)積電透露，該決定是基于市場(chǎng)與臺(tái)積電公司的長(zhǎng)期業(yè)務(wù)策略; 公司正與客戶緊密合作確保在過(guò)渡期間保持順利銜接，并致力在此期間繼續(xù)滿足客戶需求。同時(shí)，臺(tái)積電也指出，仍將著重為合作伙伴及市場(chǎng)持續(xù)創(chuàng)造價(jià)值; 而該項(xiàng)決定將不會(huì)影響之前公布的財(cái)務(wù)目標(biāo)。業(yè)界認(rèn)為，臺(tái)積電此舉凸顯中國(guó)
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瑞薩推出全新GaN FET，增強(qiáng)高密度功率轉(zhuǎn)換能力

全球半導(dǎo)體解決方案供應(yīng)商瑞薩電子近日宣布推出三款新型高壓650V GaN FET——TP65H030G4PRS、TP65H030G4PWS和TP65H030G4PQS，適用于人工智能（AI）數(shù)據(jù)中心和服務(wù)器電源（包括新型800V高壓直流架構(gòu)）、電動(dòng)汽車(chē)充電、不間斷電源電池備份設(shè)備、電池儲(chǔ)能和太陽(yáng)能逆變器。此類第四代增強(qiáng)型（Gen IV Plus）產(chǎn)品專為多千瓦級(jí)應(yīng)用設(shè)計(jì)，將高效GaN技術(shù)與硅基兼容柵極驅(qū)動(dòng)輸入相結(jié)合，顯著降低開(kāi)關(guān)功率損耗，同時(shí)保留硅基FET的操作簡(jiǎn)便性。新產(chǎn)品提供TOLT、TO-247和T
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GaN FET支持更高電壓的衛(wèi)星電源

EPC Space 推出了 EPC7030MSH，這是一款 300 V 抗輻射 GaN FET。該解決方案提供高功率電流額定值，為衛(wèi)星電源和推進(jìn)應(yīng)用樹(shù)立了新的基準(zhǔn)。EPC7030MSH隨著衛(wèi)星制造商過(guò)渡到更高電壓的電源總線和更苛刻的功率密度，EPC Space 最新的 GaN 器件滿足了對(duì)緊湊、高效和抗輻射功率轉(zhuǎn)換日益增長(zhǎng)的需求。EPC7030MSH專為在極端輻射和熱條件下運(yùn)行的前端 DC-DC 轉(zhuǎn)換器和電力推進(jìn)系統(tǒng)而設(shè)計(jì)。文檔顯示，該器件的額定工作電壓為 300 V，線性能量傳輸（LET）為 63
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Wise計(jì)劃將GaN和數(shù)字控制器封裝在一起

法國(guó)電力初創(chuàng)公司 Wise Integration 正計(jì)劃推出一種帶有氮化鎵（GaN）晶體管的聯(lián)合封裝數(shù)字控制器，以簡(jiǎn)化工業(yè)和數(shù)據(jù)中心 AI 電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。與此同時(shí)，該公司推出了用于基于 GaN 的圖騰柱功率因數(shù)校正（PFC）的數(shù)字控制器。零電壓開(kāi)關(guān) （ZVS）開(kāi)關(guān)算法在 STMicroelectronics 的 STM32G4 控制器中實(shí)現(xiàn)，形成 WiseWare1.1 控制器，支持高達(dá) 2MHz 的開(kāi)關(guān)，適用于更小的設(shè)計(jì)，效率高達(dá) 98%?！皩?duì)于公司來(lái)說(shuō)，將這款數(shù)字控制器推向市場(chǎng)是一個(gè)重要
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采用3D芯片設(shè)計(jì)的更快、更節(jié)能的電子設(shè)備

麻省理工學(xué)院和其他地方的研究人員開(kāi)發(fā)了一種新的制造工藝，將高性能 GaN 晶體管集成到標(biāo)準(zhǔn)硅 CMOS 芯片上來(lái)自麻省理工學(xué)院網(wǎng)站：他們的方法包括在 GaN 芯片表面構(gòu)建許多微小的晶體管，切出每個(gè)單獨(dú)的晶體管，然后使用低溫工藝將所需數(shù)量的晶體管鍵合到硅芯片上，以保持兩種材料的功能。由于芯片中只添加了少量的 GaN 材料，因此成本仍然很低，但由此產(chǎn)生的器件可以從緊湊的高速晶體管中獲得顯著的性能提升。此外，通過(guò)將 GaN 電路分離成可以分布在硅芯片上的分立晶體管，新技術(shù)能夠降低整個(gè)系統(tǒng)的溫度。研究人員使用這種
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