2025年4月24日，CSE组委会和充电头网联合举办的2025第三代半导体机器人快充新技术研讨会顺利落幕，本次研讨会邀请到镓未来研发&市场总监张大江带来精彩演讲。

本次研讨会中，张大江借助《镓创未来：氮化镓技术引领大功率充电新纪元》为主题，以旗下易于驱动的大功率氮化镓器件为切入点，结合无桥图腾柱解决方案，详细阐述镓未来氮化镓器件如何塑造小尺寸、高效率的大功率适配器。

张大江指出，当下不论是手机快充、笔记本充电、移动储能、机器人充电以及电动汽车充电，高充电功率以及高功率密度是行业趋势。面临上述挑战，氮化镓是一种理想化解决方案。

张大江表示，功率器件飘移区电阻与临界击穿电场的三次方成反比，意味着GaN和SiC两种宽禁带半导体材料在高压场景应用时可有效降低导阻，能够进一步提升充电功率等级。

GaN和SiC器件反向恢复电荷是快恢复超结Si MOS的1/20，能够有效降低图腾柱PFC电路的反向恢复损耗。

GaN实际应用在PFC图腾柱电路中（240V升压至400V，频率100kHz），在1000W～3000W可以实现99%以上转换效率，而采用传统Si基器件的电路效率最高仅为97%，实际损耗相差三倍。

在实际应用层面，Si基器件可以满足各类场景应用，但受限于材料特性，难以满足高功率密度设计需求；而SiC主要应用于大功率、高电压场景应用；GaN主要适用于中等功率，电压普遍在100~900V，具备最高的开关频率和功率密度。

车规级氮化镓复合年增长率达97%，是功率半导体增速最快的领域。

镓未来插件式GaN采用紧凑型级联结构，其将Si MOS与GaN叠片封装，降低连接电感和电阻；GaN HEMT Gate极直连散热板，接地良好且抗干扰强；Si MOS不占封装面积，GaN能充分利用封装面积实现低内阻，性能满足数千瓦级应用。

实测在640V/17A/95°C条件下，友商P-Gate HD-GaN在70小时内出现50%失效；而镓未来Cascode GaN在650V/17A/125°C条件下，历经1000小时仍无失效，且关键参数无劣化趋势，具备高可靠性。

GaN器件实际在图腾柱PFC应用，可在效率、元件数量、成本方面有显著改进。GaN技术的引入使得效率提升至99.1%，同时大幅减少了元件数量和成本，解决了传统硅器件在高功率应用中的局限性。

在千瓦级电源的实际应用中，Si基方案使用多个元器件，而GaN方案仅需两个600V GaN器件，电路设计更精简。在成本方面，GaN方案总成本为$4，略低于Si方案的$4.3。GaN方案功率等级达3.6kW，满载效率96%，符合80 PLUS钛金认证。实际效率方面，220V和230V输入下，负载20%-100%时效率均超95%，峰值达96.1%，且功率因数接近0.99，可见GaN方案在效率、成本和性能上均具有显著优势。

目前镓未来GaN方案导入两项高功率电源应用场景：一是2500W 无风扇导冷电源，内置两颗G1N65R035TB的图腾柱PFC，效率大于96%，获80 PLUS钛金认证。二是2000W 双向储能电源，PFC采用两颗G1N65R035TB，LLC采用四颗G1N65R035TB，得益于镓未来GaN器件的加持，其逆变模式效率在不同负载下表现优异。

客户采用镓未来方案开发的高功率密度电源，可应用于航空级领域，其采用LLC软开关拓扑，是一个400V输入28V输出的模块电源，谐振频率500kHz，峰值效 96%，PCBA尺寸 67x45x9mm，功率密度达600W/inch³，实际尺寸小于名片。

镓未来GaN器件也可用于开发交/直流双向转换器，该方案无需风扇散热，最大功率3.6kW。具备无桥PFC拓扑结构与全桥LLC软开关拓扑结构，AC侧输入电压范围为180~264Vac，DC侧输出电压在43.2~56.0V ，用于48V电池充放电。该方案采用四颗G1N65R050TB两相交错无桥图腾柱，实现高效率低发热双向变换，且支持并联操作。

镓未来针对大功率充电，推出700W模拟图腾柱PFC方案，该评估方案采用PFC+LLC拓扑结构，使用了G1N65R150TA和G1N65R050TB两种GaN器件。其输入电压范围为90~264Vac，输出电压为48~56V，在 220Vac输入时满载效率达96.72%，且同样可以满足无风扇自然冷却设计需求。

镓未来GaN器件提供TOLL和TO-247-4L两种封装。其中TOLL封装相较于D2PAK封装，在热阻、寄生电感、PCB面积、尺寸方面均有降低。

而TO-257-4L封装能够降低器件驱动速度过慢带来的损耗，能够进一步提升系统效率。 且实测在7kW同步升压电路中，下管带开尔文源极的TO-257-4L封装比传统TO-257-3L封装损耗降低11.3W，系统效率可提升0.15%。

目前镓未来量产性能最优的G2N65R023TP-H器件耐压650V，导阻23mΩ，最高已经可以实现接近99.4%转换效率。

张大江表示，GaN的开通损耗大幅低于SiC器件的开通损耗，上图可见，GaN的开通损耗显著低于SiC，整体开通速度也明显快于SiC器件。

实测在6kW升压电路中，镓未来GaN器件在500~6kW全程效率均超过SiC方案（两者导阻相同，频率均为100kHz）。

目前位于广东省的智能科学研究院横琴超算中心实际采用了内置镓未来GaN方案的3.5kW服务器电源，该方案峰值效率为97.3%，功率密度高达75W/inch³。

张大江表示，目前镓未来GaN方案已经成功导入多家知名户外储能厂商供应链，得益于镓未来D-MODE器件更高的峰值电流能力，标称2kW的逆变电路，实际最高可提供4kW峰值输出，能够满足空调等大功率电器的启动需求。

目前，镓未来产品线覆盖650~900V，最低可提供650V 9mΩ产品，最高提供1Ω导阻器件，能够满足20W~15kW场景需求。

充电头网总结

充电头网了解到，珠海镓未来科技有限公司是行业领先的高压氮化镓功率器件高新技术企业，致力于第三代半导体硅基氮化镓 (GaN-on-Si) 研发与制造。产品具有易于使用（兼容Si MOSFET驱动）、可靠性高、性能参数领先等优点，可提供PQFN、DFN、TOLL、TO-252等贴片封装以及TO-220、TO-247-3L、TO-247-4L等插件封装全系列产品，为市场提供高效、节能环保的新一代功率器件。产品涵盖小功率（<300W）、中功率（300W~1kW）和大功率（1kW~6kW），是国内首家全功率范围实现量产的供应商。重点市场包括消费电子、电动工具、数据中心、便携储能、微型逆变器、电动汽车、智能电网和工业市场。丰富的应用方案包括PD快充适配器、电动工具充电器、LED驱动电源、储能双向逆变器、电池化成电源、ICT服务器电源、算力电源、车载双向DC-DC等。

自2020年成立以来，镓未来已获专利近50项。2022年获得本土创新创业团队，广东省博士工作站，国家级“高新技术企业”，广东省“创新型中小企业”称号，广东省“专精特新”中小企业，“氮化镓器件900V系列产品”与“650V/035大功率产品”被评为省名优高新产品以及澳门BEYOND Award所颁布的消费科技创新大奖。

镓未来总部位于横琴深合区，深圳子公司聚焦应用和营销，以及上海分公司为客户提供全方位的售前售后支持。镓未来以“打造和普及一流的氮化镓产品”为使命，立志为业界提供“最好用最可靠”的氮化镓产品。

以上为镓未来本次《镓创未来：氮化镓技术引领大功率充电新纪元》主题演讲的全部内容，感谢大家阅读！