近年來，在新能源汽車、AI數(shù)據(jù)中心以及消費(fèi)電子快充市場(chǎng)需求的驅(qū)動(dòng)下，第三代半導(dǎo)體氮化鎵技術(shù)高歌猛進(jìn)，展現(xiàn)出全線飄紅的市場(chǎng)前景。在這些新領(lǐng)域之外，氮化鎵技術(shù)在家電市場(chǎng)的應(yīng)用推廣也實(shí)現(xiàn)突破?，F(xiàn)階段氮化鎵技術(shù)主要用于哪些家電場(chǎng)景，能給家電產(chǎn)品帶來什么競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，未來能否實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，成為業(yè)界當(dāng)下關(guān)注的重點(diǎn)。

來源：英諾賽科官網(wǎng)

氮化鎵邂逅家電行業(yè)

回溯半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展歷程，大致分為3個(gè)時(shí)代。第一代半導(dǎo)體材料主要是硅和鍺。上世紀(jì)60年代之后，硅基半導(dǎo)體逐漸成為主流，直到現(xiàn)在依然是應(yīng)用最為廣泛的半導(dǎo)體材料，全球95%以上的芯片是以硅片為基礎(chǔ)材料制成的。第二代半導(dǎo)體材料的代表是砷化鎵，可以制造更高頻、高速的集成電路，但是以目前的需求來看，砷化鎵材料的禁帶寬度依然較小。第三代半導(dǎo)體材料是以碳化硅、氮化鎵為代表的新型材料，可以制備耐高壓、高頻的功率器件。

聚焦第三代半導(dǎo)體在家電行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀。其中，碳化硅功率器件主要包括碳化硅肖特基二極管和碳化硅MOSFET。碳化硅肖特基二極管主要應(yīng)用于功率因數(shù)校正電路PFC，而碳化硅MOSFET應(yīng)用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)等。目前，碳化硅已經(jīng)在空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)等產(chǎn)品領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了規(guī)?；瘧?yīng)用。與之相比，氮化鎵還處于市場(chǎng)推廣初期，但因其電子遷移率遠(yuǎn)超碳化硅，具備實(shí)現(xiàn)更快開關(guān)速度的潛力，發(fā)展前景令人期待。

家電頭部企業(yè)美的和氮化鎵領(lǐng)軍品牌英諾賽科的戰(zhàn)略合作是氮化鎵應(yīng)用于家電行業(yè)的風(fēng)向標(biāo)。

2025年4月，英諾賽科宣布其氮化鎵芯片在美的蒸汽洗AK9 Pro吸油煙機(jī)上實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)應(yīng)用。同年6月，英諾賽科又宣布與威靈電機(jī)在空調(diào)電機(jī)驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破。同時(shí)，英諾賽科還表示，英諾賽科700V高壓氮化鎵產(chǎn)品未來將進(jìn)一步應(yīng)用到美的空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)及凈飲機(jī)等產(chǎn)品中。

談到氮化鎵技術(shù)應(yīng)用于家電行業(yè)的優(yōu)勢(shì)，湖南三安有關(guān)負(fù)責(zé)人指出，氮化鎵功率芯片具備高頻、高效、小型化、低損耗等特性，能夠幫助家電產(chǎn)品大幅提升能效、降低損耗，推動(dòng)產(chǎn)品小型化，進(jìn)而改變家電行業(yè)的能源利用方式。

例如，在英諾賽科高壓氮化鎵芯片INN700TK350B的加持下，美的AK9pro吸油煙機(jī)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大吸力和1000Pa超強(qiáng)靜壓，同時(shí)電驅(qū)系統(tǒng)設(shè)計(jì)尺寸減小52.14%，為吸油煙機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供充足空間。再例如，氮矽科技100V低壓氮化鎵驅(qū)動(dòng)集成芯片應(yīng)用于Jmoon極萌超聲美容儀JCS10，在提升功率密度和響應(yīng)速度的同時(shí)，優(yōu)化了開關(guān)損耗與反向恢復(fù)損耗，為美容儀的高強(qiáng)度聚焦超聲波與高頻能量穩(wěn)定輸出提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐，實(shí)現(xiàn)了更緊湊、高效的解決方案。

必易微電子有限公司家電事業(yè)部總經(jīng)理胡剛燊進(jìn)一步表示，相比于傳統(tǒng)硅器件，氮化鎵器件沒有反向恢復(fù)，可實(shí)現(xiàn)更緊湊的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)，同時(shí)降低可聞電機(jī)噪聲。同時(shí)，氮化鎵逆變器能效更高，無需使用散熱器，可以免除人工安裝、減少故障點(diǎn)。

基于上述優(yōu)勢(shì)，目前氮化鎵器件在家電領(lǐng)域的應(yīng)用主要涵蓋5個(gè)典型場(chǎng)景：一是LED電視電源，二是無線家電（如掃地機(jī)器人、吸塵器等）的充電模塊，三是洗衣機(jī)、干衣機(jī)、吸油煙機(jī)等高壓電機(jī)驅(qū)動(dòng)，四是高速風(fēng)筒低壓電機(jī)（如電吹風(fēng)、美容儀等）驅(qū)動(dòng)，五是三相電空調(diào)PFC系統(tǒng)。

來源：英飛凌官網(wǎng)

中國(guó)企業(yè)令人矚目，家電行業(yè)發(fā)展大有可為

從品牌布局情況來看，目前氮化鎵器件領(lǐng)域的主要企業(yè)覆蓋IDM（集成器件制造商）和Fabless（無晶圓廠）模式。國(guó)際企業(yè)方面，英飛凌通過CoolGaN系列提供覆蓋40V~700V的增強(qiáng)型氮化鎵晶體管；納微半導(dǎo)體采用Fabless模式，核心產(chǎn)品包括GaNFast及2024年推出的GaNSlim系列氮化鎵功率芯片；羅姆（ROHM）和意法半導(dǎo)體也提供高壓氮化鎵器件。值得關(guān)注的是，英諾賽科、士蘭微、三安光電、華潤(rùn)微等中國(guó)企業(yè)也在積極布局氮化硅領(lǐng)域。

在眾多氮化硅技術(shù)供應(yīng)商中，中國(guó)企業(yè)已經(jīng)成為不容小覷的中堅(jiān)力量。其中，英諾賽科氮化鎵器件在全球市場(chǎng)的占有率已經(jīng)位居第一，作為全球唯一同時(shí)量產(chǎn)低壓和高壓硅基氮化鎵芯片的IDM企業(yè)，英諾賽科產(chǎn)品線覆蓋15V~1200V，2024年在港交所上市。

三安在氮化鎵領(lǐng)域的市場(chǎng)地位也在不斷提升。據(jù)介紹，三安氮化鎵生產(chǎn)規(guī)模已經(jīng)達(dá)到3萬片/年，在應(yīng)用端重點(diǎn)布局高功率密度LED電源系統(tǒng)以及高效率高壓電機(jī)驅(qū)動(dòng)用GaN器件及模塊方案。談及三安相較于國(guó)內(nèi)外GaN IDM主流大廠的優(yōu)勢(shì)，湖南三安有關(guān)負(fù)責(zé)人表示，三安擁有開放的技術(shù)平臺(tái)，可以支持定制化的產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)以充分配合應(yīng)用場(chǎng)景的需求。在家電領(lǐng)域，延續(xù)之前在LED、碳化硅功率器件的推廣渠道及成功合作經(jīng)驗(yàn)，依托與美的、TCL、格力等國(guó)內(nèi)頭部大廠的聯(lián)合開發(fā)體或研發(fā)項(xiàng)目，三安打造了具有競(jìng)爭(zhēng)力的基于GaN的應(yīng)用解決方案。

還有一些企業(yè)，如必易微，從氮化鎵企業(yè)采購器件，對(duì)其進(jìn)行封裝后加工，然后為下游企業(yè)提供基于氮化鎵技術(shù)的電源控制、驅(qū)動(dòng)解決方案。據(jù)胡剛介紹，必易微在氮化鎵領(lǐng)域首創(chuàng)了氮化鎵直驅(qū)技術(shù)、500kHz高頻氮化鎵反激控制器等產(chǎn)品，憑借低功耗、高可靠性的優(yōu)勢(shì)，已實(shí)現(xiàn)合封氮化鎵8000萬支的出貨量。

盡管眾多企業(yè)合力推動(dòng)氮化鎵技術(shù)迅速發(fā)展，但是當(dāng)前該技術(shù)在家電市場(chǎng)的應(yīng)用推廣還處在起步階段。湖南三安有關(guān)負(fù)責(zé)人認(rèn)為，主要的限制因素是家電領(lǐng)域?qū)τ布杀镜拿舾行砸约暗壠骷趥鹘y(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上不容易發(fā)揮自身高效率、高功率密度的優(yōu)勢(shì)。

當(dāng)前，家電行業(yè)正積極步入以AI為代表的智能化時(shí)代，算力的爆發(fā)式增長(zhǎng)將給電力系統(tǒng)帶來巨大的挑戰(zhàn)。氮化鎵的關(guān)斷損耗僅為硅的十五分之一，開通損耗僅為硅的三分之一，僅需采用零電壓開通這一主流標(biāo)準(zhǔn)拓?fù)?，就可?shí)現(xiàn)高效率和高功率密度。湖南三安有關(guān)負(fù)責(zé)人認(rèn)為，隨著氮化鎵器件價(jià)格降低至廠商導(dǎo)入的閾值，而且傳統(tǒng)家電廠商在系統(tǒng)架構(gòu)上通過創(chuàng)新打造出差異化的產(chǎn)品，氮化鎵器件在家電領(lǐng)域?qū)⒋笥锌蔀椤?/p>