作家：毛烁开云登录入口登录APP下载(中国)官方网站

在功率半导体的发展图谱中，2026年是一个重要的调动点。行业为碳化硅（SiC）在800V高压平台上的产能延迟而恐忧时，另一条时刻阶梯正在悄然完成从“表面可行”到“量产落地”的一跃。

2026年1月，公共汽车巨头当代汽车集团（HyundaiMotor Group）崇拜完成对以色列氮化镓（GaN）企业ViSiCTechnologies的B轮政策投资。这背后，一个明确的时刻信号是，在最为中枢、工况最为复杂的电动汽车主驱逆变器（Traction Inverter）领域，GaN还是具备了“正面硬刚”的才能。

01 阶梯之争：D³GaN重塑GaN“畛域”

为了厘清GaN的时刻阶梯之争，需要深远到微不雅物理层面。长久以来，消费电子领域的主流是E-Mode（增强型），但在数百千瓦的车规级主驱应用中，E-Mode靠近着物理层面的“基因短处”。

具体在于E-Mode（增强型）“原生”的调解，GaN HEMT本色上是常开（Normally-on）器件，其异质结界面自然存在高浓度的二维电子气（2DEG）。为了合乎电力电子应用“常关”（Normally-off）的安全范例，E-Mode时刻（如p-GaN栅结构）必须通过物理技能“浮滥”栅极下方的2DEG。

这种处理容貌在低功率应用中尚可，但在车规级大功率应用中，不仅是调解，更是隐患：

具体来说，其一来自阈值电压（Vth）的结构性问题。为遣散对2DEG的灵验截断，E-Mode 器件常常需要将阈值电压（Vth）遐想得较低，典型范围约为1.5 V～1.7 V。但是，在逆变器中大都存在的高 dV/dt开关环境（动辄数十 V/ns）下，这种“低Vth”的遐想极易受到米勒效应（Miller Effect）的影响，导致栅极电压出现过冲，进而激勉祸害性的误导通（shoot-through）风险。

其二，栅极可靠性有限。E-Mode器件的栅极结构决定了其耐压余量自身就非常有限，栅极的完全最大额定电压常常仅为6V～7V。这使得工程遐想中必须引入复杂的栅极保护决策，同期对死区时刻（Dead Time）的限度提倡了极高要求，系统级遣散难度显赫加多。

其三，成本增高，良率责难。p-GaN层的引入不成幸免地会对沟谈电子产生散射效应，在“低Vth”的遐想中进一步推高了沟谈电阻。为了心仪主驱应用中动辄400 A以上的通流才能需求，E-Mode器件频频只可通过大幅加多芯单方面积来赔偿，这不仅显赫举高了器件成本，也对制造良率变成了不利影响。

VisIC CEO DR.Tamara Baksht指出，在高压、大功率应用场景下，D-Mode（浮滥型，Normally-on）能够充分开释GaN材料的后劲。

事实上，VisIC所的D³GaN（VisIC 的 Direct Drive D-Mode GaN 系统级遣散断策）并莫得躲避D-Mode器件“常开”，而是在系统层面通过立异的电路拓扑遣散对安全性的灵验限度。在此过程中，D-Mode GaN材料原生的高电子移动率上风得以完满保留，从而在遣散高电流密度的同期，作念到了较低的导通电阻，兼顾了性能与可靠性。

值得强调的是，D³GaN并非传统的共源共栅（Cascode）结构。事实上，传统Cascode通过限度低压Si MOSFET的栅极来辗转驱动GaN，存在高频动荡和反向归附问题。而VisIC的直驱决策诚然亦然“低压Si MOS + 高压GaN”的串联封装，但其驱动逻辑判然不同：

具体来说，在驱动旅途方面，驱动信号径直作用于GaN HEMT的栅极；而常关机制层面，串联的Si MOSFET仅行为“使能开关”（Enable Switch）。在系统上电前或故障时，Si MOS关断，确保器件处于常关景况。而在平常责任时，Si MOS保抓常通，GaN由其自身的栅极进行高速开关限度。由此也带来的物理上的变化：

1.阈值电压显赫抬升

通过Direct Drive D-Mode 架构，器件的阈值电压（Vth）被赞成至5 V以上。这一水平在驱动安全性与噪声容限上已与IGBT和SiC 器件看都，在高dV/dt、高功率密度应用中显赫赞成了系统的抗阻拦才能。

2.栅极鲁棒性大幅增强

器件允许的栅极驱动电压范围扩展至–7V至+20V。这一豪阔的安全窗口，使工程师不错径直选择表率栅极驱动IC，无需特殊引入复杂的限压或保护采集，从根蒂上责难了栅极过压与可靠性风险。

3.电流密度遣散数目级赞成

在换取晶圆面积要求下，D-Mode器件的通流才能可达到 E-Mode的2～3 倍。以VisIC 展示的 “Blueberry Gen 3” 系列为例，单管在 Tc = 25°C 要求下的额定电流才能可闲隙挫折 400A，这一宗旨已赫然超出现时主流 E-Mode 器件在可给与芯单方面积与良率按捺下的遣散范围。

02 直面逆变器“上车大考”

从应用侧看，任何功率器件要念念“上车”，必须通过主驱逆变器极点工况的检会。而从这次VisIC露出的数据看，来自公共顶尖能源总成测试机构AVLRegensburg以及电力电子学术高地弗吉尼亚理工大学（CPES），数据的含金量极高。

在400V总线电压、10kHz开关频率的典型工况下，基于VisIC Gen 1芯片的逆变器在AVL台架上跑出了99.67%的峰值遣散。行为对比，面前主流SiC逆变器的遣散天花板常常在99.0%傍边。

比峰值遣散更挑升旨的是轻载遣散。在电动汽车的WLTP（公共援救轻型车辆测试法子）轮回中，车辆绝大部分时刻出手在轻载、部分负荷工况。

事实上，SiC MOSFET在轻载下，由于体二极管特质及相对固定的开关损耗，遣散弧线下落较快，D-Mode GaN莫得体二极管反向归附电荷，且开关速率快，在换取电压等第与开关频率要求下，开关损耗常常更具上风。

从影响上看。关于整车厂商而言，逆变器遣散赞成1%，意味着在WLTP轮回下续航里程可赞成最高10%～15%。但反过来看，在保抓续航不变的情况下，不错削减5%～10%的电板容量。琢磨到能源电板占据整车成本的30%～40%，这笔账极其合算。

另一面，VisIC还攻克了“理性负载”的动态可靠性贫穷。由于电机是典型的强理性负载，在逆变器换相过程中，电流电压存在剧烈的相位差，器件必须承受硬开关带来的高压应力。此前，部分E-Mode GaN器件被发面前这种工况下会出现动态的RDS(on)退化以致栅极击穿，这是由于p-GaN栅结构中的空穴注入效应导致的。

于是，VisIC合股CPES开发了专用的LC谐振测试电路，模拟逆变器的流畅硬开关工况。

在施加高达1800V（远逾额定电压650V/750V）重叠峰值电压的测试要求下，在数百万次轮回冲击后，D³GaN器件的阈值电压漂移和导通电阻变化险些不错忽略不计。这诠释了MIS-HEMT（金属-绝缘层-半导体）结构的凹槽栅介质在高压应力下的踏实性远优于p-GaN结构。

从开发角度看，“短路必炸”曾是工程师对GaN的刻板印象。在主驱应用中，当发生热切故障时，电机限度器频频需要进入主动短路（Active Short Circuit, ASC）模式，诳骗器件将电机三相绕组短接以产生制能源矩并保护母线。此时，晶体管需承受数倍于额定电流的浪涌冲击。

原因在于，SiC和IGBT芯片较厚且面积相对较大，领有有余的热容（Thermal Capacity）来采纳短路须臾（约2-5微秒）产生的弘大热量。而GaN芯片常常很薄且面积极小，热容极低，极易在微秒级时刻内因热失控而点火。

但是，VisIC却诳骗了硅基氮化镓（GaN-on-Si）的成本上风，选择了“以面积换热容”的策略。

在换取电流等第（400 A）要求下，VisIC 的 D³GaN 器件芯单方面积约为 65 mm²，而同等第的竞品SiC芯单方面积常常仅约17 mm²。D-Mode GaN 器件选择硅衬底工艺，使得衬底材料在热责罚中发扬重要作用。更大的芯单方面积意味着更大的硅衬底体积，可在短时刻表率内行为“热缓冲”或“热海绵”采纳瞬态能量，从而显赫改善器件的瞬态热阻抗。在系统级考证中，D³GaN 器件配合 NXP定制的栅极驱动器，并诳骗其快速去饱和（Desat）检测与保护机制，展示出了与SiC 器件处于合并水平的短路耐受才能。遣散标明，该决策在短路保护与失效可控性方面已能够心仪车规级 ASC（Active Short Circuit）应用的要求。

03 成本为王：D³GaN的交易化底牌

在汽车行业，时刻先进性频频也要让位于成本效益。DR.Tamara Baksht露出，其D3GAN每安培成本为0.0065/A好意思元。

淌若拆解其成本模子不错看出，VisIC的D³GaN在400A下，成本约2.6好意思元。主流SiC MOSFET同等第芯片成本约2.96好意思元。诚然单片完全成本看似接近，但SiC常常需要多芯片并联才能达到同等性能，试验系统级成本差距弘大。

这背后的底层逻辑互异，在于在以碳化硅（SiC）为中枢的时刻旅途中，材料自身就组成了显赫的产业门槛。SiC单晶的滋长速率清静，常常仅达到毫米/小时级别，加之材料硬度高、切割和加工损耗大，使得6 英寸和8英寸衬底的制变成本长久居高不下。同期，SiC 衬底产能高度聚合，受到头部厂商的产能制约，供应链弹性有限，这在一定进程上放胆了卑鄙应用的大限制扩展。

比较之下，GaN-on-Si选择了更逼近传统半导体工业体系的旅途。该决策径直选择表率的8英寸硅晶圆衬底，而硅自身是半导体行业中成本最低、工艺最训诫、供应链最完善的基础材料。关于器件制造而言，只需在硅衬底上外延滋长数微米厚的GaN层，便可心仪性能需求，从起源上显赫责难了材料成本与供应风险。

这种选择的互异，进一步体面前制造法子的开支结构上。SiC工艺对斥地要求尖酸，需要专用的高温离子注入斥地和高温退火工艺，且难以与现存CMOS硅产线兼容。由此带来的遣散是，一座SiC晶圆厂频频需要数十亿好意思元级别的成本干预，扩产周期长、活泼性低。

而GaN-on-Si 的上风在于对现存产线的高度复用才能。其制造历程不错径直出手在训诫的CMOS硅产线上，举例台积电、xFAB等主流代工场均可承载算计工艺。这意味着企业无需进行重钞票干预，便可依托代工场的现存产能遣散量产，以致在需求开释时快速放大限制。对比之下，GaN-on-Si在成本结构、扩产速率以及供应链弹性方面，展现出更合乎大限制交易化的产业逻辑。

除了器件自身，GaN的高效与封装特质带来了系统级的降本空间。

由于VisIC的D³GaN芯单方面积较大，热流密度（Heat Flux）更低。这使得模块封装不错使用表率的DBC（径直键合铜）基板，而无需腾贵的AMB（活性金属钎焊）陶瓷基板，也无需复杂的银烧结工艺。

04 数据中心：D³GaN的“第二增长弧线”

VisIC对AI数据中心的政策布局相同值得宽恕。

跟着NVIDIABlackwell/Rubin等新一代GPU架构的推出，单机柜功率密度正从30kW飙升至100kW以致120kW。传统的12V/48V母线架构已不胜重担（电流太大，铜排损耗惊东谈主），数据中心供电架构正加快向400V/800V高压直流（HVDC）演进。

事实上，不才一代Sidecar（侧挂式电源柜）架构中，中枢诉求在功率密度这一宗旨上，诚然SiC也能承受800V电压，但在追求极致体积的处事器电源（PSU）中，D³Gan领有的上风在于——频率。

D³Gan撑抓100kHz以致“MHz”级（理念念情况）的硬开关频率。把柄磁性元件遐想公式，频率越高，变压器和电感的体积越小。这使得GaN电源模块不错作念到教材大小，却能输出数十千瓦的功率。

结构上VisIC的GaN-on-Si的大芯片遐想，更故意于垂直散热。比较SiC需要复杂的绝缘堆叠，GaN器件不错更紧凑地贴合散热器，顺应处事器机架“寸土寸金”的空间放胆。

面前，VisIC公开的的Gen 4阶梯图明确指向1200V/1350V耐压，这恰是为了径直从数据中心的高压直流母线取电，省去中间的降压法子。

05 让Tier 1“敢用”的生态基础

除了近期完成的B轮融资以外，VisIC在生态系统层面的训诫度相同值得宽恕。在产业互助方面，VisIC与汽车电子巨头NXP设立了深度协同关系。NXP专门为VisIC的D³GaN芯片开发了GD317x系列栅极驱动器。这是一款面向车规应用的高压拒绝驱动器，针对D³GaN 器件的电气特质，集成了去饱和保护（Desat）、有源米勒钳位（AMC）等重要功能，显赫赞成了系统级的安全性与可靠性。

这种“器件+驱动”的协同遐想，对Tier 1供应商具有要紧意旨。D³GaN不再仅仅需要客户自行搭建分立驱动电路的裸片居品，而是被封装进一套接近IGBT模块使用容貌的表率化决策中，能够遣散“即插即用”。

与此同期，VisIC正在加快鼓励中国商场布局。鉴于中国占据公共60% 以上的电动车商场份额，VisIC选择了系统的土产货化策略。

在供应链层面，VisIC操办引入中国脉土的晶圆代工场（Foundry）和封装测试厂（OSAT），以遣散供应链原土化。一方面，有助于进一步压低制变成本，赞成价钱竞争力；另一方面，也能增强供应链的踏实性与可控性。

在研发层面，VisIC操办在中国竖立研发中心，将研发前置到商场一线，径直对接国内主流车企的定制化需求。这种逼近客户的研发模式，有助于镌汰居品迭代周期，并提高决策与整车平台的适配度。

从时刻诡计来看，VisIC的鼓励节律较为明确，其操办在2026 年第一季度完成乘用车谈路演示，并在同庚第四季度具备量产要求。全体来看，不管是在生态互助、供应链布局，照旧在土产货化实行层面，VisIC都已展现出向限制化交易落地迈进的了了旅途。

06 写在临了：SiC与GaN分辩“楚天河界”

从行业不雅察，咱们不应浅显地以为GaN会取代 SiC，而是宽禁带半导体呈现的分层共存形式。

SiC在1200V 以上的超高压应用场景，如重卡、高铁及电网基础设施领域，SiC 依然将凭借其材料耐压上风长久占据主导地位。

GaN则在400V/800V乘用车主驱、OBC（车载充电机），以及对功率密度要求极致的AI数据中心电源领域。而D-Mode GaN或将凭借更优的“遣散/成本比”，抓续从 SiC 的应用幅员中切走可不雅的份额。

那时刻阶梯的“楚天河界”慢慢了了，不错预期，2026 年，当第一辆搭载D-Mode GaN 主驱逆变器的量产车驶开赴时开云登录入口登录APP下载(中国)官方网站，功率半导体产业将迎来下一次实质性的迭代。而 VisIC 与当代汽车这次联手，概况正成为默示着这一变化的要紧信号。