“每Google一次的能耗，相當于一個100瓦的燈泡工作了1小時?！痹谝怨铻橹鹘堑幕ヂ?lián)網(wǎng)時代里，十年前，這類說法就屢見不鮮。

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

近兩年，疫情反復、貿(mào)易摩擦、技術(shù)升級等多重因素疊加在一起，各國開始密集出臺半導體扶持政策。

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

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

寬禁帶半導體材料被稱為“第三代半導體材料”，具體指禁帶寬度在2.3eV及以上的半導體材料。

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

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

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

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

芯干線創(chuàng)始人兼董事長傅玥畢業(yè)于浙江大學的電子工程專業(yè)，后在美國中佛羅里達大學完成了電子工程碩士、博士的學習，期間，連續(xù)5年獲得了中佛羅里達大學的最高榮譽獎“校長獎學金”。

傅玥比大多數(shù)人幸運，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)的寬禁帶半導體材料——碳化硅，當時的傅玥擔任臺達電力電子研發(fā)中心的電源研發(fā)工程師。這個剛出現(xiàn)的碳化硅肖特基二極管被他們應(yīng)用在了當時一個比較大的通信電源項目中，使用后，效率立刻提升了一兩個點。

“我當時萌生了一個簡單的想法，電力電子行業(yè)發(fā)展的基本推動力、源動力還得靠功率半導體，尤其是先進的功率半導體材料，先進的功率半導體器件是推動整個產(chǎn)業(yè)發(fā)展的本質(zhì)。這個認識給了我很大的觸動，讓我從電力電子行業(yè)轉(zhuǎn)到了功率器件行業(yè)?！备但h說道。

2010年氮化鎵市場興起，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，還因此被邀請到香港參加全球最權(quán)威的功率器件會議——IEEE ISPSD國際會議，發(fā)表了該仿真設(shè)計的主題演講。

從當時收集到的各種信息和反饋來看，傅玥認為氮化鎵無疑會是未來的一大發(fā)展方向。但那時，氮化鎵、碳化硅這類新材料還太過早期，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，無論是在良率、性能上，還是在成本價格上，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年達摩院總結(jié)的十大科技趨勢可以看到，其中的第一趨勢就是以氮化鎵、碳化硅為代表的第三代半導體將迎來應(yīng)用大爆發(fā)。

可以說，碳化硅、氮化鎵從出現(xiàn)到爆發(fā)的各個階段，傅玥一直身處行業(yè)中心，如今，傅玥開始帶領(lǐng)著芯干線一起參與到寬禁帶半導體行業(yè)的發(fā)展中來。

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

直到去年，芯干線推出了130W的氮化鎵快充，它同時應(yīng)用了芯干線的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、不便攜的客戶應(yīng)用痛點。在行業(yè)內(nèi)引起了非常大的震動。

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）對比，尺寸上，芯干線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，通過定制連接件對插+2塊輸出 type-C 小板。芯干線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)更為簡單。

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

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

在寬禁帶半導體器件設(shè)計、生產(chǎn)和應(yīng)用上，芯干線已先后推出了650V的80mΩ、100mΩ、150mΩ、180mΩ、50mΩ等多款DFN56與DFN88封裝的氮化鎵功率器件，氮化鎵功率器件滿足了PD快充、儲能電源、LED照明、E-Bike充電器等工業(yè)與消費類多個場景的市場需求。

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)，目前市場上氮化鎵功率器件品牌有超過80%都應(yīng)用在了消費領(lǐng)域。因為應(yīng)用了氮化鎵功率器件的系統(tǒng)可以實現(xiàn)體積小、重量輕、效率高的特點很直接地解決了消費領(lǐng)域體積大、效率低的產(chǎn)品應(yīng)用痛點。

碳化硅由于耐壓更高、抗沖擊能力更強，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、冰箱等白色家電領(lǐng)域，以及醫(yī)療電源、電動汽車、比特幣礦機電源中。

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

對于芯干線的客戶來說，氮化鎵，碳化硅這兩種材料的器件還是有點陌生，所以芯干線就需要給客戶提供解決方案，給客戶做一個demo，客戶再在此基礎(chǔ)上做一些調(diào)整、測試，最后量產(chǎn)。

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

根據(jù)傅玥表述，芯干線以后也會依然堅持以市場應(yīng)用為中心，以客戶需求為導向的路徑，芯干線所研發(fā)的產(chǎn)品直接對標市場需求，比如其研發(fā)推出的GaN HEMT、SiC Diodes都是650V的，因為市面上絕大多數(shù)充電設(shè)備都要求650V的耐壓。

未來，如何在細節(jié)上做得更好，只能靠在行業(yè)里的繼續(xù)沉淀?！靶袠I(yè)壁壘不是從大學里學到的，是不斷在市場里摸爬滾打、不斷跟客戶交流、根據(jù)客戶要求量身定做中學來的，在原有的基礎(chǔ)上不斷調(diào)試、更新中得到的?！备但h說道。

關(guān)于寬禁帶半導體的「硬核科普」，感興趣的朋友看過來?

在半導體中，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，導致價電子不僅要受原來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，價電子就不再為孤立的原子所“私有”，即只圍繞一個原子核運動，而是成了整個晶體所“共有”，在整個晶體中運動。

當價電子在整個晶體中運動時，它所具有的能量和僅圍繞一個原子核運動時所具有的能量必然不同，所屬能級自然就發(fā)生了變化，能級之間靠得比原來更近，基本連成一片，形成了能帶。

當電子脫離原子核的束縛，能夠自由運動時，就成了自由電子。而每有一個帶負電荷的電子離開原子核，就會在晶格中留下一個帶正電荷的空位置，就是空穴。

導電需要自由電子或者空穴的存在，自由電子存在的能帶稱為導帶，自由空穴存在的能帶稱為價帶，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帶躍遷到導帶，這種所需能量的最小值就被稱為禁帶寬度。

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