集微网报道（文/朱秩磊）自年苹果首次推出氮化镓（GaN）快充，将GaN技术在功率器件上的应用推向首个巅峰，此后GaN在~V以及V以下电压区间应用实现了迅猛增长。Yole数据指出，年到年期间，GaN功率器件市场CAGR达52%，整体市场规模达到20亿美元，其中消费类市场规模超过9.亿美元。
随着入局GaN领域的玩家不断增加，研究机构TrendForce认为，GaN在低功率消费电子领域的应用已进入红海市场。在技术、供应链不断成熟以及成本下降趋势下，GaN功率器件正朝着中大功率储能、数据中心、家用微型逆变器、通讯基站以及汽车等领域拓展，在此过程中，众多GaN玩家不断分化，做出了各自的新选择。
GaN合封方案成为主流？
当前GaN功率器件（GaNFET）分为增强型(E-Mode)和耗尽型(D-Mode)两种。增强型是常关的器件，而耗尽型则是常开的器件。在电力电子应用中，常开的器件会带来使用上的不便和安全方面的问题。因此实际应用中的GaN器件都需要是常关型的器件，工作时需要驱动芯片来使其导通。
根据控制芯片集成度来划分，可以分为分立式GaN控制器以及合封GaN控制器两种，市面上主要的合封方案包括驱动器+GaN、驱动器+2颗GaN、控制器+驱动器+GaN、驱动器+保护+GaN等；如果按照拓扑架构来分，则可以分为LLC、ACF、QR三种主流的类型。
近几年蓬勃发展的GaN市场催生了众多国产厂商，尤其在GaN控制器领域，包括南芯、杰华特、必易微、希荻微、钰泰、力生美等近二十家国产电源芯片厂商纷纷在合封GaN芯片领域发力，极大地丰富了可选的方案。
从杰华特了解到，合封GaN芯片已成为主流。GaN对驱动要求比较高，合封后能减小驱动回路，优化驱动电压，提高系统的可靠性，同时减少了外围器件数量，使得系统设计更简洁。
华润微接受集微网采访时指出，在小功率比如瓦以下的应用中，特别是消费类电子领域合封GaN芯片开始主导市场。合封路线主要都是前级控制器及驱动跟GaN芯片合封在一起，部分还加入了一些检测单元，像PI还把后级的同步整流控制器及光耦合封一起，总体差异都不太大。
“如果解决了核心元件的裸芯供应，合封方案的技术难点主要在封装工艺，但都是相对成熟可控的。”华润微表示，“在消费类领域，我们会并行推进分立和合封路线去满足不同客户在供应链角度及可靠性层面的不同需求。”
南芯则指出，首先要适合合封，再者就是合封能够带来收益。“相比高压硅功率器件，GaN器件本身体积较小，但是驱动电压又比较低、比较敏感，在可行的前提下又能够获得收益，所以部分功率段合封就成为了主流。”南芯告诉集微网，“合封发展过程中，有GaN器件和驱动的合封，也有控制器、驱动、GaN三合一的合封，这些技术路线会共存，去满足不同的功率段和不同的应用场景。此外未来在不同领域、场景、功率段，会有多种技术路线并存。”
该公司举例说，中低功率段的充电器市场，合封逐步形成主流，还是以flyback架构为主；中高功率段，根据应用需求的不同，比如是否需要支持宽输出电压，对散热和效率的要求等，终端客户会选择flyback或者LLC等架构。
作为当前高压GaN功率器件出货量第一的纳微半导体，从一开始就选择了高度集成的技术路线，其推出的GaNFast系列把GaNFET、GaN驱动器，逻辑和保护功能集成于单芯片中，简化电路开发难度，提高了功率密度。
纳微高级市场经理詹仁雄告诉集微网，显然，合封方案对于电源系统设计，尤其在快充等消费电子领域的应用，能够进一步减小系统面积，并且极大的减小寄生参数的影响，可以让系统工作更高效，更稳定，也更具有成本优势。
作为国内，也是全球最大的GaNIDM公司，英诺赛科目前提供最广泛的高、低压GaNFET产品，并支持合作IC厂家的GaN晶圆产品等。用于驱动英诺赛科GaN产品的驱动器有的是公司自己设计，有的来自合作伙伴，包括南芯、杰华特、昂宝，MPS、TI和NXP等。
“GaN功率器件也如整个半导体行业一样，正不断走向更高的集成度、更高的功率密度。”英诺赛科首席市场营销官冯雷博士接受集微网采访时指出，外挂驱动的分立方案和合封方案各有优势。前者具有更高的灵活性，包括灵活的设计布局、不同的控制器可以搭配不同型号的GaNFET以实现不同的功率，设计周期相对较短，GaNFET也有更多供应商选择以规避风险。后者对客户而言整体系统设计变得简单了，但由于输出引脚的限制，电路调试和排查故障会比较困难。
“在最终走向合封方案之前，还是需要一、两代的产品用分立方案去验证方案的可行性，同时进行市场摸底，当方案本身经过考验可以固化为方案时，再进行合封会比较顺畅。”他强调，GaN如今在快充应用已经很广泛，但是其他领域渗透率还很低，还有很大的拓展空间。英诺赛科正在与关键客户一起将GaN推进到更多大量生产的机型中，需要与驱动等芯片合作伙伴、客户一起承担器件成本、layout等方面的优化，这个过程还是得从分立方案起步。”
比如GaN快充当前主要定位在旗舰机型，量并不是很大，客户追求的是在特定客户中快速上量，这样的合作会以合封方案为主。随着快充方案下沉到更多大众机型，更低功率的产品上，客户可能会根据成本考量选择分立或合封方案。
值得注意的是，冯雷博士指出，GaN器件在大功率的技术方向上不太可能走控制器合封路线，驱动器可以考虑合封，但是这样一来基本就放弃了GaNFET并联实现更大功率的方案，反而分立式方案可以通过并联多个功率管来实现更高的功率，因此在大功率领域还有更多的路线要探索。
合封趋势下是否会促产业链并购？
在当前的GaN生态中，GaN企业供裸片晶圆给控制器产商合封并由控制器厂商主导推广，是当前及未来较长时间内比较主流的合作模式。
据集微网了解，控制器厂商采用不同的GaN晶圆来做合封方案，除了要解决与各家产品的适配性问题，还可能面临GaNFET产品的技术代差问题。因为GaNFET供应商倾向于将最成熟、最稳定的资源出货给客户，而不一定会把最新一代的技术开放给控制器厂商，这就会导致控制器厂商的合封方案中所使用的GaN管并不是最新的技术或者说最优的解决方案。
为此，在充电器市场合封的趋势引领下，控制器与GaNFET器件厂家的合作会越来越紧密，不排除未来形成更深度的合作比如股权层面的合作关系，甚至整合。
例如纳微半导体在年上市后，先后收购了比利时数字隔离器设计公司VDDtech，以及与希荻微合资的专注在模拟控制器和GaN合封控制器的设计方面的合资企业，再加上之前收购的SiC设计公司GeneSiC，纳微完成了从单一GaNIC公司到综合性的，全面专注的第三代半导体及控制器供应商的转变。
事实上，纳微最近收购的与希荻微的合资公司，双方已经合作了很久。詹仁雄告诉集微网，GaN芯片与硅芯片不同之处在于客户更重视我们的技术和质量水平，需要在系统层面帮助客户解决痛点。例如在快充市场，客户更