“每Google一次的能耗，相當(dāng)于一個(gè)100瓦的燈泡工作了1小時(shí)?！痹谝怨铻橹鹘堑幕ヂ?lián)網(wǎng)時(shí)代里，十年前，這類(lèi)說(shuō)法就屢見(jiàn)不鮮。

這種將全部服務(wù)器的能耗平均到每次查詢(xún)上的意義或許并不大，但依然體現(xiàn)了能耗問(wèn)題一直以來(lái)都是個(gè)被關(guān)心的問(wèn)題。

近兩年，疫情反復(fù)、貿(mào)易摩擦、技術(shù)升級(jí)等多重因素疊加在一起，各國(guó)開(kāi)始密集出臺(tái)半導(dǎo)體扶持政策。

由于日益增長(zhǎng)的能源電力需求，對(duì)電力轉(zhuǎn)換的效率要求越來(lái)越高，第三代半導(dǎo)體的發(fā)展更是被抬到了一個(gè)前所未有的高度。既然繼續(xù)從冷卻系統(tǒng)、設(shè)計(jì)合理的硬件和算法等方面著手降低能耗，達(dá)到的效果始終有限，那么，從新型半導(dǎo)體材料本身出發(fā)去尋找新的器件性能，去實(shí)現(xiàn)不斷降低能耗的目的，便成了行業(yè)內(nèi)的共識(shí)。

不同于以硅、鍺為代表的第一代半導(dǎo)體，也不同于以砷化鎵、磷化銦為代表的第二代半導(dǎo)體，第三代半導(dǎo)體擁有更寬的禁帶寬度，更低的開(kāi)關(guān)損耗，從而可以實(shí)現(xiàn)更高效的能量轉(zhuǎn)換

寬禁帶半導(dǎo)體材料被稱(chēng)為“第三代半導(dǎo)體材料”，具體指禁帶寬度在2.3eV及以上的半導(dǎo)體材料。

這類(lèi)半導(dǎo)體材料具有高擊穿電壓、高導(dǎo)熱性和抗輻射能力，主要的代表有氮化鎵（GaN）、碳化硅（SiC）、氧化鋅和金剛石等，利用該類(lèi)材料制作的半導(dǎo)體器件統(tǒng)稱(chēng)為第三代半導(dǎo)體器件。

南京芯干線(xiàn)科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“芯干線(xiàn)”）成立于2020年，聚焦寬禁帶半導(dǎo)體器件的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和應(yīng)用，專(zhuān)注于為客戶(hù)提供完整的寬禁帶半導(dǎo)體器件以及電源系統(tǒng)解決方案。

芯干線(xiàn)的總部位于南京，在蘇州和深圳設(shè)有辦公室，在臺(tái)北和溫哥華設(shè)有辦事處。

目前， 南京總部辦公室主要從事單芯片設(shè)計(jì)、測(cè)試；蘇州主要從事模塊產(chǎn)品設(shè)計(jì)與小型電源系統(tǒng)開(kāi)發(fā)；深圳辦公室是芯干線(xiàn)的商務(wù)支持與大功率電源系統(tǒng)開(kāi)發(fā)部門(mén)。海外辦事處主要從事終端客戶(hù)技術(shù)支持工作。

芯干線(xiàn)創(chuàng)始人兼董事長(zhǎng)傅玥畢業(yè)于浙江大學(xué)的電子工程專(zhuān)業(yè)，后在美國(guó)中佛羅里達(dá)大學(xué)完成了電子工程碩士、博士的學(xué)習(xí)，期間，連續(xù)5年獲得了中佛羅里達(dá)大學(xué)的最高榮譽(yù)獎(jiǎng)“校長(zhǎng)獎(jiǎng)學(xué)金”。

傅玥比大多數(shù)人幸運(yùn)，在浙大畢業(yè)后，他在第一份工作里就接觸到了剛剛出現(xiàn)的寬禁帶半導(dǎo)體材料——碳化硅，當(dāng)時(shí)的傅玥擔(dān)任臺(tái)達(dá)電力電子研發(fā)中心的電源研發(fā)工程師。這個(gè)剛出現(xiàn)的碳化硅肖特基二極管被他們應(yīng)用在了當(dāng)時(shí)一個(gè)比較大的通信電源項(xiàng)目中，使用后，效率立刻提升了一兩個(gè)點(diǎn)。

“我當(dāng)時(shí)萌生了一個(gè)簡(jiǎn)單的想法，電力電子行業(yè)發(fā)展的基本推動(dòng)力、源動(dòng)力還得靠功率半導(dǎo)體，尤其是先進(jìn)的功率半導(dǎo)體材料，先進(jìn)的功率半導(dǎo)體器件是推動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的本質(zhì)。這個(gè)認(rèn)識(shí)給了我很大的觸動(dòng)，讓我從電力電子行業(yè)轉(zhuǎn)到了功率器件行業(yè)。”傅玥說(shuō)道。

2010年氮化鎵市場(chǎng)興起，僅四年后，傅玥就在加拿大完成了氮化鎵功率器件的仿真設(shè)計(jì)，還因此被邀請(qǐng)到香港參加全球最權(quán)威的功率器件會(huì)議——IEEE ISPSD國(guó)際會(huì)議，發(fā)表了該仿真設(shè)計(jì)的主題演講。

從當(dāng)時(shí)收集到的各種信息和反饋來(lái)看，傅玥認(rèn)為氮化鎵無(wú)疑會(huì)是未來(lái)的一大發(fā)展方向。但那時(shí)，氮化鎵、碳化硅這類(lèi)新材料還太過(guò)早期，良率難以保證，且即便是電源行業(yè)的頭部企業(yè)也難用得起。

近幾年，無(wú)論是在良率、性能上，還是在成本價(jià)格上，氮化鎵、碳化硅都已經(jīng)迭代得更好，有了更大的替代硅等“舊”材料的可能性。

根據(jù)2021年達(dá)摩院總結(jié)的十大科技趨勢(shì)可以看到，其中的第一趨勢(shì)就是以氮化鎵、碳化硅為代表的第三代半導(dǎo)體將迎來(lái)應(yīng)用大爆發(fā)。

可以說(shuō)，碳化硅、氮化鎵從出現(xiàn)到爆發(fā)的各個(gè)階段，傅玥一直身處行業(yè)中心，如今，傅玥開(kāi)始帶領(lǐng)著芯干線(xiàn)一起參與到寬禁帶半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展中來(lái)。

早在2016年，傅玥就精準(zhǔn)的定義了GaN在小功率充電器市場(chǎng)的應(yīng)用，并首先開(kāi)發(fā)出來(lái)了一款65W的GaN充電器，但是由于磁性器件材料的限制，GaN并沒(méi)有充分發(fā)揮出高頻開(kāi)關(guān)的特性，功率密度沒(méi)有得到較高的提升。

直到去年，芯干線(xiàn)推出了130W的氮化鎵快充，它同時(shí)應(yīng)用了芯干線(xiàn)的GaN器件和行業(yè)最優(yōu)秀的磁性器件，這款快充的出現(xiàn)一舉解決了傳統(tǒng)大功率充電器的體積大、不便攜的客戶(hù)應(yīng)用痛點(diǎn)。在行業(yè)內(nèi)引起了非常大的震動(dòng)。

在這款130W快充（2C+A）的 PCBA上，與某家行業(yè)頭部公司產(chǎn)品（2C）對(duì)比，尺寸上，芯干線(xiàn)PCBA的尺寸為76×57×23mm，而該公司的為66.5×66.5×25mm，在體積上，芯干線(xiàn)能做得更小，效率更是提高了1%。

制作工藝方面，該公司在主功率部分采用了2塊大板，通過(guò)定制連接件對(duì)插+2塊輸出 type-C 小板。芯干線(xiàn)130W由1塊主板+1塊輸入濾波小板+1塊1A1C小板+2塊type-C小板構(gòu)成，安裝生產(chǎn)更為簡(jiǎn)單。

傅玥表示，功率器件的生產(chǎn)是一個(gè)系統(tǒng)工程，其中的壁壘不僅僅出現(xiàn)在一個(gè)地方，而是很多地方。從設(shè)計(jì)，流片到封裝測(cè)試，以及應(yīng)用方案的設(shè)計(jì)，各家公司在每一個(gè)環(huán)節(jié)里，都有自己不同的風(fēng)格。

目前，芯干線(xiàn)的產(chǎn)品線(xiàn)包括了增強(qiáng)型氮化鎵功率器件（X-GaN）、碳化硅功率器件（X-SiC）以及第三代半導(dǎo)體電源模塊。

在寬禁帶半導(dǎo)體器件設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和應(yīng)用上，芯干線(xiàn)已先后推出了650V的80mΩ、100mΩ、150mΩ、180mΩ、50mΩ等多款DFN56與DFN88封裝的氮化鎵功率器件，氮化鎵功率器件滿(mǎn)足了PD快充、儲(chǔ)能電源、LED照明、E-Bike充電器等工業(yè)與消費(fèi)類(lèi)多個(gè)場(chǎng)景的市場(chǎng)需求。

由于氮化鎵是一種橫向功率器件，特別適用于2000W以下的電源系統(tǒng)，目前市場(chǎng)上氮化鎵功率器件品牌有超過(guò)80%都應(yīng)用在了消費(fèi)領(lǐng)域。因?yàn)閼?yīng)用了氮化鎵功率器件的系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)體積小、重量輕、效率高的特點(diǎn)很直接地解決了消費(fèi)領(lǐng)域體積大、效率低的產(chǎn)品應(yīng)用痛點(diǎn)。

碳化硅由于耐壓更高、抗沖擊能力更強(qiáng)，器件一般用在2000W以上的系統(tǒng)，目前大多應(yīng)用在了空調(diào)、洗衣機(jī)、冰箱等白色家電領(lǐng)域，以及醫(yī)療電源、電動(dòng)汽車(chē)、比特幣礦機(jī)電源中。

除了提供寬禁帶功率器件及模塊產(chǎn)品，芯干線(xiàn)還給企業(yè)提供了涵蓋65W到1000W的各種氮化鎵、碳化硅先進(jìn)應(yīng)用的解決方案

對(duì)于芯干線(xiàn)的客戶(hù)來(lái)說(shuō)，氮化鎵，碳化硅這兩種材料的器件還是有點(diǎn)陌生，所以芯干線(xiàn)就需要給客戶(hù)提供解決方案，給客戶(hù)做一個(gè)demo，客戶(hù)再在此基礎(chǔ)上做一些調(diào)整、測(cè)試，最后量產(chǎn)。

目前芯干線(xiàn)產(chǎn)品主要落地在雙向儲(chǔ)能、工業(yè)照明、醫(yī)療電源等領(lǐng)域。

根據(jù)傅玥表述，芯干線(xiàn)以后也會(huì)依然堅(jiān)持以市場(chǎng)應(yīng)用為中心，以客戶(hù)需求為導(dǎo)向的路徑，芯干線(xiàn)所研發(fā)的產(chǎn)品直接對(duì)標(biāo)市場(chǎng)需求，比如其研發(fā)推出的GaN HEMT、SiC Diodes都是650V的，因?yàn)槭忻嫔辖^大多數(shù)充電設(shè)備都要求650V的耐壓。

未來(lái)，如何在細(xì)節(jié)上做得更好，只能靠在行業(yè)里的繼續(xù)沉淀?！靶袠I(yè)壁壘不是從大學(xué)里學(xué)到的，是不斷在市場(chǎng)里摸爬滾打、不斷跟客戶(hù)交流、根據(jù)客戶(hù)要求量身定做中學(xué)來(lái)的，在原有的基礎(chǔ)上不斷調(diào)試、更新中得到的?！备但h說(shuō)道。

關(guān)于寬禁帶半導(dǎo)體的「硬核科普」，感興趣的朋友看過(guò)來(lái)?

在半導(dǎo)體中，大量原子按一定規(guī)律、周期排列成晶體，原子和原子之間靠得非常近，導(dǎo)致價(jià)電子不僅要受原來(lái)所屬的原子核的影響，還要受到相鄰原子的原子核的影響。

如此一來(lái)，價(jià)電子就不再為孤立的原子所“私有”，即只圍繞一個(gè)原子核運(yùn)動(dòng)，而是成了整個(gè)晶體所“共有”，在整個(gè)晶體中運(yùn)動(dòng)。

當(dāng)價(jià)電子在整個(gè)晶體中運(yùn)動(dòng)時(shí)，它所具有的能量和僅圍繞一個(gè)原子核運(yùn)動(dòng)時(shí)所具有的能量必然不同，所屬能級(jí)自然就發(fā)生了變化，能級(jí)之間靠得比原來(lái)更近，基本連成一片，形成了能帶。

當(dāng)電子脫離原子核的束縛，能夠自由運(yùn)動(dòng)時(shí)，就成了自由電子。而每有一個(gè)帶負(fù)電荷的電子離開(kāi)原子核，就會(huì)在晶格中留下一個(gè)帶正電荷的空位置，就是空穴。

導(dǎo)電需要自由電子或者空穴的存在，自由電子存在的能帶稱(chēng)為導(dǎo)帶，自由空穴存在的能帶稱(chēng)為價(jià)帶，被束縛的電子要成為自由電子或空穴，就必須獲得足夠能量從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶，這種所需能量的最小值就被稱(chēng)為禁帶寬度。

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