氮化鎵（GaN）技術的全球領導者宜普電源轉換公司（Efficient Power Conversion Corporation, EPC，以下簡稱宜普公司）于今日向美國聯邦法院和美國國際貿易委員會提起訴訟，主張其基礎專利組合中的四項專利受到英諾賽科（珠海）科技有限公司及其子公司（以下統稱英諾賽科）侵犯。 這些專利涉及宜普公司獨家的增強型氮化鎵功率半導體器件的設計與制造工藝的核心環節，且這些創新技術專利已成功將基于氮化鎵的功率器件從一個研究項目，發展成為一個可大批量生產的替代硅產品。使用氮化鎵器件的晶體管和集成電路，較使用硅基器件而言更高效，更輕巧且成本更低。

在本次所提交的起訴狀中，宜普公司詳述了總部位于中國廣東的英諾賽科公司招募兩名宜普公司員工并擔任其首席技術官和銷售及市場主管的相關細節。 兩人入職后不久，英諾賽科便推出了一套與宜普公司明顯相同的產品，并自稱其產品在關鍵性能指標上的表現與宜普公司產品幾乎相同。 近期，英諾賽科又宣稱其許多產品與市場上現有產品（包括宜普公司的產品）“完全兼容"。此外，英諾賽科還策劃了大膽而積極的營銷活動，向宜普公司的客戶推銷其產品套件。

宜普公司聯合創始人兼首席執行官Alex Lidow博士表示，“我一直堅信公平合作是全球科技市場的根基。只有通過合作，我們才能釋放氮化鎵技術的潛力，支持世界能源安全，并助力可持續發展目標的實現。 而對知識產權的有力保護和充分尊重，是相互信任和公平合作的必要條件。”

氮化鎵技術，通常稱為 GaN，是一種寬帶隙半導體材料，越來越多地用于高電壓應用。這些應用需要具有更大功率密度、更高能效、更高開關頻率、更出色熱管理和更小尺寸的電源。除了數據中心，這些應用還包括 HVAC 系統、通信電源、光伏逆變器和筆記本電腦充電電源。


GaN將帶來電源管理變革

德州儀器 GaN 產品線負責人 David Snook 表示：“氮化鎵是提高功率密度和提高多種應用中電源系統和電源效率的關鍵一步。在設計中使用 GaN 的公司數量正在迅速增長。降低功耗和提高效率至關重要。”

在過去 60 多年里，硅一直是半導體電源管理元件的基礎，這些元件將交流 (AC) 轉換為直流 (DC)，然后根據各種應用需求將直流電壓輸入進行轉換，從手機到工業機器人，不一而足。隨著元件的改進和優化，硅的物理特性已得到充分應用。如今，在不增加尺寸的前提下，硅已無法在所需的頻率下提供更高功率。

因此，在過去十年間，許多電路設計人員轉向采用 GaN，以便在更小的空間里實現更高功率。許多設計人員對于該技術將在未來創新中發揮的潛能充滿信心，主要歸因于以下三點：

原因 1：GaN 已取得發展。

做為半導體應用，盡管 GaN 相對于硅來說較新，但已經發展了多年并具有一定可靠性。德州儀器 GaN 芯片通過了 4,000 萬小時以上的可靠性測試。即使在數據中心等要求嚴苛的應用中，其有效性也顯而易見。

David 表示：“隨著消費者和企業對人工智能、云計算和工業自動化等應用的數據量的需求不斷增長，全球范圍內需要越來越多的數據中心。要使數據中心在不會過量增加能耗的前提下上線，需要實現更高效的服務器電源，而 GaN 是實現這類電源的關鍵技術。”

原因 2：使用 GaN 的系統級設計可節省成本。

盡管現在按芯片級別比較，GaN 比硅昂貴，但 GaN 所帶來的整個系統的成本優勢、效率和功率密度的提高超過了初始投資的價值。例如，在 100 兆瓦數據中心中，使用基于 GaN 的電源管理系統，即使效率增益僅為 0.8%，也能在 10 年間節約 700 萬美元的能源成本。節約的能源足夠 80,000 個家庭，也就是大約一個小型城市，使用一年。

德州儀器電源設計服務團隊總經理 Robert Taylor 表示：“GaN 技術可在較高頻率下運行，進而可實現一些具有更低物料清單成本的拓撲和架構。得益于較高的運行頻率，工程師還可以在設計中選擇較小型的其他元件。GaN 提供了硅芯片所不支持的拓撲，使得工程師可以靈活優化其電源設計。”

原因 3：通過集成提升了性能和易用性。

GaN FET 需要專用的柵極驅動器，這意味著需要額外的設計時間和工作量。不過，德州儀器通過在芯片中集成柵極驅動器和一些保護功能，簡化了 GaN 設計。

David 表示：“集成驅動器有助于提高性能并提供更高的功率密度和更高的開關頻率，從而提升效率并降低整體系統尺寸。集成提供巨大的性能優勢并使用 GaN 簡化設計，可使設計人員更大程度地利用這項技術的優勢。”

氮化鎵消費類應用覆蓋更多場景，推動行業創新

據yole預測，2027年氮化鎵在消費類領域的市場規模將達到9.647億美元，年復合增長率達到52%，消費行業將占整個行業的48%。以快充為代表的消費類領域仍然是氮化鎵應用的主要驅動力。

據市場資料顯示，支撐氮化鎵快速上量的市場集中在消費類領域，如手機、筆電、電動車快充等。據悉，英諾賽科目前已經與OPPO、vivo、小米、聯想、榮耀、摩托羅拉等頭部手機品牌展開合作，逐步將氮化鎵充電器作為手機標配充電器投入市場，用戶接受度極高；安克、倍思、綠聯、努比亞等消費類電商也紛紛推出采用英諾賽科氮化鎵芯片的快充產品，包括安克聯合英諾賽科、南芯等發布的基于AllGaN技術的全氮化鎵快充，也迅速成為熱潮；與此同時，雅迪、臺鈴等電動兩輪車廠商標配的氮化鎵快充也迅速上量；2022年OPPO聯合英諾賽科在手機內部主板首次導入英諾賽科40V 氮化鎵芯片，實現手機內部氮化鎵應用“零”的突破。

除了龐大的消費電子市場，數據中心、汽車電子、新能源領域在AI、通信、自動駕駛、儲能等新技術的推動下，形成了氮化鎵相關器件的需求趨勢，機構分析指出，英飛凌收購GaN Systems正體現了GaN在汽車、數據中心、工業等應用領域的未來發展前景。據了解，國內頭部車企已經率先將英諾賽科氮化鎵用于車載激光雷達產品上，并實現量產。

數據中心早已對氮化鎵趨之若鶩。一方面，在PUE逐漸成為新數據中心建設、舊數據中心改建的硬性指標后，基于氮化鎵的服務器電源在實現更高功率密度的同時，更容易做到鈦金級別的能效。另一方面，與汽車48V汽車系統一樣，數據中心供電架構也面臨轉變。對于云服務廠商來說，48V DC/DC轉換器帶來的體積優勢，將進一步為數據中心降本增效。在今年三月份展會現場，英諾賽科對全鏈路氮化鎵數據中心解決方案做了全面介紹，并在現場展示采用InnoGaN 設計的全套方案，包括鈦金級2KW PSU，48V-12V 600W/1000W 電源模塊等，據介紹，全鏈路氮化鎵方案能夠幫助數據中心供電系統減少50%的損耗。

隨著氮化鎵技術的不斷升級和迭代，各廠商的氮化鎵產品也逐漸豐富起來，而新市場、新領域的應用需求也對氮化鎵的性能、產能及成本提出了更高的要求。以英飛凌、英諾賽科、安世半導體為代表的氮化鎵IDM企業或將成為供應主力。但英飛凌、安世半導體等仍停留在6英寸規模。英諾賽科是全球唯一一家8英寸硅基氮化鎵IDM廠商，當前產能可達到每月10000片，相比之下，其產品在規模化量產和性價比方面優勢更為明顯，集設計、研發、生產、銷售于一體，也更能實現產品快速迭代，加速實現氮化鎵行業生態的構建。