微訪談：Power Integrations營銷副總裁Doug Bailey
據麥姆斯諮詢介紹，過去十年來，功率氮化鎵（GaN）器件一直主要用於高端電源解決方案。儘管它們在器件級和系統級層面都具有顯著的附加價值，但市場機遇仍然有限。不過，隨著2019年中國智能手機制造商OPPO在其65W快速充電器中採用了GaN HEMT器件，功率GaN在大批量智能手機市場迎來了第一個里程碑。此外，2018年底以來，Anker、Ravpower、Aukey等多家公司在快速充電器售後市場開始大量部署功率GaN器件，可提供30W至100W以上的高功率性能。
Anker充電器中的Power Integrations藍寶石上氮化鎵器件
根據Yole最新發布的《功率氮化鎵（GaN）：外延、器件、應用及技術趨勢-2019版》報告介紹，受消費類快速充電器應用的推動，預計到2024年功率GaN市場規模將超過3.5億美元，在此期間的複合年增長率（CAGR）高達85%。
在此背景下，電源管理領域知名供應商Power Integrations推出了採用自主PowiGaN技術的Innoswitch 3系列產品。截至2019年第三季度，Power Integrations宣佈面向大批量快速充電器應用，已出貨300萬顆採用系統級封裝（SiP）GaN技術的Innoswitch 3產品。
功率GaN產業部分供應商概覽
從知識產權的角度來看，Power Integrations於2010年通過收購Velox Semiconductor及其在肖特基二極管、耗盡型場效應晶體管和GaN半導體器件封裝方面的專利，涉足功率GaN專利佈局。從那時起，Power Integrations在功率GaN技術領域一直保持穩定的專利申請，如今在功率GaN電子產品相關領域，已在全球擁有60多件授權發明專利，還有50件專利正在審查中。儘管CorGaN、Powdec和Seoul Semiconductor等公司也在電源應用的藍寶石上氮化鎵（GaN-on-Sapphire）領域佈局了專利申請，但Power Integrations顯然是該技術領域的領頭羊。
2018年~2030年功率GaN市場的長期發展趨勢
根據Yole旗下專注於知識產權分析的全資子公司Knowmade出版的《功率氮化鎵（GaN）專利全景分析-2019版》報告，Power Integrations擁有與電源開關、增強型場效應晶體管和電源IC相關的核心專利。Power Integrations通過擴大其專利組合的全球覆蓋（從美國擴展到日本、中國和歐洲等全球其他主要的功率GaN市場）來增強其專利地位。
Yole化合物半導體及新興材料技術與市場分析師Ezgi Dogmus博士、高級分析師Hong Lin博士以及電力電子技術與市場分析師Ana Villamor博士，近日有幸與Power Integrations營銷副總裁Doug Bailey面對面討論了該公司的創新技術現狀以及未來的發展路線圖。
Ezgi Dogmus（以下簡稱ED）：您好！請您簡要介紹一下Power Integrations及其業務。
Doug Bailey（以下簡稱DB）：Power Integrations是一家高壓功率轉換半導體技術領先創新企業。我們公司的產品是清潔能源生態系統的關鍵一環，助力可再生能源的應用，支持各種從毫瓦到兆瓦級應用的高效傳輸。Power Integrations最近推出了基於GaN的集成開關IC，面向高達120W的高度緊湊且高效的電源。
Power Integrations的驅動力源自最大化電子產品能效所帶來的商機和社會貢獻。通過消除適配器中浪費的空載功耗，提高計算機和電視電源的效率，提高太陽能電池板和電動汽車中逆變器的開關性能，Power Integrations確立了自己的技術領導者地位，同時也成為消費類、商業和工業應用中可持續生態電子產品的倡導領袖。
Hong Lin（以下簡稱HL）：Power Integrations最近宣佈交付第100萬顆採用PowiGaN技術的InnoSwitch 3開關IC。與其它廠商相比，這款產品有何特色？
DB：與其他GaN開發商相比，Power Integrations選擇將PowiGaN晶體管與已經成熟的InnoSwitch 3離線CV/CC反激式開關IC產品集成在一個封裝中。這使電源工程師可以整合PowiGaN以及行業領先集成電源控制器的所有優勢，並且，無需應對複雜的GaN晶體管驅動和保護。
此外，PowiGaN主開關的開關和傳導損耗非常低，可在適配器應用中通過節約空間的InSOP 24D表面貼裝封裝提供高達100 W的功率，且無需散熱器。準諧振InnoSwitch 3-CP、InnoSwitch 3-EP和InnoSwitch 3-Pro IC將主電源開關，具有安全隔離高速鏈路（FluxLink™）的主控制和次級控制，以及次級SR驅動器、反饋電路整合在一個表面貼裝封裝中。PowiGaN技術的卓越開關性能可實現高達95%的效率，從而實現非常緊湊的適配器設計。
HL：Power Integrations的功率GaN產品採用什麼樣的商業模式？
DB：我們期待GaN的廣泛使用，因為在功率轉換方面它比硅具有明顯優勢。
Ana Villamor（以下簡稱AV）：根據System Plus對GaN壁式充電器的拆解對比分析，Power Integrations的產品基於藍寶石上氮化鎵(GaN-on-Sapphire)HEMT。功率GaN行業的大多數廠商都選擇了硅上氮化鎵（GaN-on-Si）技術，而Power integrations則開發了GaN-on-Sapphire技術。您能介紹一下有關GaN-on-Sapphire技術的更多信息嗎？與傳統的GaN-on-Si相比，該技術有什麼優勢？
DB：抱歉，涉及保密信息，我們不方便透露詳細的技術細節。
AV：Power integrations也有GaN-on-Si產品嗎？在晶圓和芯片生產成本方面，這兩種技術的HEMT有何差異？
DB：抱歉，涉及保密信息，對此也不方便透露詳細的技術細節。
ED：為什麼Power Integrations決定率先將耗盡型場效應晶體管產品推向市場？你們的規劃路線圖上有增強型GaN產品嗎？
DB：涉及保密信息，我不能透露有關我們技術的詳細信息。
ED：Yole分析師認為，市場對單片GaN IC（片上系統）快充解決方案的興趣與日俱增。Power Integrations的路線圖中有藍寶石上單片集成方案嗎？
DB：涉及保密信息，我不能透露關於技術路線圖的詳細信息。
HL：硅襯底的優勢之一是可以進一步擴展到更大的尺寸，您如何看待未來幾年藍寶石襯底的演變？
DB：涉及保密信息，我選擇不回答這個問題。
HL：OPPO最近宣佈在其65W快速充電器中採用GaN HEMT。據我們瞭解，Power Integrations有很大機會進入Oppo的供應鏈。正如Power Integrations首席執行官近期宣佈的，你們還在跟多家OEM廠商接洽，在此背景下，你們預期出貨量可以達到多少？
DB：我們不能對外談論特定的客戶，但是到目前為止，我們已經向多家客戶交付了接近300萬顆基於PowiGaN的IC。
AV：面對新興的消費類市場，Power Integrations的產能情況如何？
DB：我們有足夠的產能滿足市場需求。
AV：快速充電器和旅行適配器是否是你們的主要目標市場？你們是否有計劃將Innoswitch產品引入其他市場，例如汽車或工業應用？
DB：採用GaN的InnoSwitch 3產品運行起來與基於硅的產品完全相同。開發人員無法通過運行或波形的黑盒分析來判斷該器件是否使用PowiGaN技術，除了由於更低的開關損耗和散熱而觀察到的顯著效率提升。我們希望在家用電器、工業和照明應用在內的許多市場看到採用PowiGaN的InnoSwitch 3產品。
AV：現在，當您向客戶推薦GaN產品時面臨的主要挑戰是什麼？
DB：我們的產品憑藉與PowiGaN開關的系統級集成，客戶在應用時沒有遇到任何挑戰。我們的客戶會發現，基於GaN的InnoSwitch 3系列產品非常易於使用、可靠且高效。
HL：能否向我們的讀者詳細介紹一下Power Integrations未來五年的產品路線圖？
DB：如前所述，涉及保密信息，我們不能公開披露產品路線圖。不過，我們計劃在未來進一步拓展PowiGaN技術的應用。
ED：您還有什麼為我們的讀者補充的嗎？
DB：今年9月，我們官宣了第100萬顆基於PowiGaN的InnoSwitch器件的出貨，到目前為止，我們已經累計出貨約300萬顆。短時間內如此大批量的出貨清晰地表明，高壓GaN已經突破了技術層面的探索，成功越過了利基階段，明確成為面向消費類應用的大批量技術。在我們的產品中應用PowiGaN可以大幅提高效率、功率輸出，並使應用獲得更緊湊的尺寸。我們預計在電源應用領域，將逐步從硅基器件過渡到GaN基器件。
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