納維塔斯半導(dǎo)體(Navitas Semiconductor)與兆易創(chuàng)新(GigaDevice)建立了戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，旨在開發(fā)下一代電力電子的完全集成的電源和控制平臺(tái)。兩家公司已共同開設(shè)研發(fā)實(shí)驗(yàn)室，以將納維塔斯的GaNFast電源集成電路與兆易創(chuàng)新的GD32微控制器結(jié)合，目標(biāo)是針對(duì)人工智能數(shù)據(jù)中心、電動(dòng)汽車、太陽(yáng)能和儲(chǔ)能系統(tǒng)中的高效能方案。

　　此次合作的重點(diǎn)是在寬禁帶系統(tǒng)設(shè)計(jì)中解決一個(gè)已知挑戰(zhàn)：如何將高速度的氮化鎵(GaN)和碳化硅(SIC)功率開關(guān)與響應(yīng)迅速、功能強(qiáng)大的控制系統(tǒng)相匹配。通過構(gòu)建高度集成的解決方案，這兩家公司希望讓高頻、高密度的電源設(shè)計(jì)變得更加容易。

　　電力與控制的結(jié)合

　　氮化鎵和碳化硅技術(shù)相比硅材料提供了更快的開關(guān)速度、更高的效率和更好的功率密度，但也需要更精確的控制。高速度拓?fù)?，如無(wú)橋圖騰柱功率因數(shù)校正(PFC)轉(zhuǎn)換器，工作頻率往往超出傳統(tǒng)微控制器的處理能力。聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室將重點(diǎn)對(duì)齊微控制器性能與GaN和SiC設(shè)備的開關(guān)能力。

　　納維塔斯的GaNFast集成電路將多種功能(GaN場(chǎng)效應(yīng)管、柵極驅(qū)動(dòng)器、邏輯和保護(hù))整合在一個(gè)芯片上。這種集成減少了寄生效應(yīng)并改善了開關(guān)速度。公司的產(chǎn)品組合包括單橋和半橋集成電路，支持多種拓?fù)浜凸β实燃?jí)。這些芯片不僅用于高容量的移動(dòng)充電器，也適用于要求嚴(yán)格的應(yīng)用，如3.2 kW的CRPS和8.5 kW的人工智能服務(wù)器電源，滿足98%的效率和ORv3標(biāo)準(zhǔn)。

　　與此同時(shí)，兆易創(chuàng)新提供了一個(gè)成熟的通用微控制器平臺(tái)。其GD32系列基于ARM Cortex-M7，具有快速處理和高I/O性能，以及大容量片上存儲(chǔ)器和先進(jìn)定時(shí)器等功能。這些特點(diǎn)在數(shù)字控制的電力系統(tǒng)中尤為重要，因?yàn)槎〞r(shí)和協(xié)調(diào)至關(guān)重要。該公司已經(jīng)出貨超過20億個(gè)單位，并在工業(yè)自動(dòng)化、電機(jī)控制和電源管理領(lǐng)域占有強(qiáng)大市場(chǎng)。

　　實(shí)驗(yàn)室將共同開發(fā)硬件和固件、參考設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)級(jí)應(yīng)用示例，以幫助工程師更快構(gòu)建電源級(jí)。這將包括對(duì)電磁干擾(EMI)降低、熱優(yōu)化、保護(hù)算法和快速瞬態(tài)響應(yīng)的支持，這些都是寬禁帶設(shè)計(jì)中常見的挑戰(zhàn)。

　　針對(duì)關(guān)鍵增長(zhǎng)領(lǐng)域

　　此次合作最初將集中在四個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域，這些領(lǐng)域的系統(tǒng)性能和能源效率日益與更智能的電能轉(zhuǎn)換緊密相連：

　　人工智能數(shù)據(jù)中心：人工智能工作負(fù)載驅(qū)動(dòng)了高功率需求。電源設(shè)計(jì)必須達(dá)到效率和密度目標(biāo)，以減少冷卻和機(jī)架空間。納維塔斯的高功率GaN和SiC平臺(tái)已支持這一目標(biāo)，而兆易創(chuàng)新的微控制器將幫助優(yōu)化數(shù)字控制，從而實(shí)現(xiàn)更快的響應(yīng)和更好的熱處理。

　　電動(dòng)汽車：電動(dòng)車的動(dòng)力系統(tǒng)需要更輕更小的組件，同時(shí)不犧牲性能。氮化鎵非常適合車載充電器和DC-DC轉(zhuǎn)換器。優(yōu)化的微控制器可以改善電源階段的控制，加速開關(guān)，并實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的安全功能。兆易創(chuàng)新與納維塔斯計(jì)劃共同支持希望尋求集成平臺(tái)的原始設(shè)備制造商(OEM)。

　　太陽(yáng)能發(fā)電：在太陽(yáng)能逆變器中，效率和最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)性能至關(guān)重要。集成的微控制器和氮化鎵解決方案可以縮小逆變器的體積，同時(shí)提高轉(zhuǎn)換效率。實(shí)驗(yàn)室的研究將支持針對(duì)住宅、商業(yè)和公用事業(yè)規(guī)模太陽(yáng)能的新系統(tǒng)架構(gòu)。

　　能源儲(chǔ)存：儲(chǔ)能系統(tǒng)需要快速的雙向轉(zhuǎn)換器用于充電和與電網(wǎng)的交互。氮化鎵的開關(guān)速度允許對(duì)充電循環(huán)和熱性能進(jìn)行更緊密的控制。與兆易創(chuàng)新的微控制器結(jié)合，這可以提高回程效率，并通過減少外部組件降低物料清單(BOM)成本。

　　聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室還將開發(fā)設(shè)計(jì)工具和資源，以縮短上市時(shí)間，幫助工程師更順利地過渡到氮化鎵和碳化硅技術(shù)。兩家公司計(jì)劃提供涵蓋電源、控制、傳感和保護(hù)的完整系統(tǒng)參考設(shè)計(jì)，針對(duì)這些應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化。

　　從市場(chǎng)角度來(lái)看，合作也幫助兩家公司進(jìn)行擴(kuò)展。納維塔斯能夠更深入地進(jìn)入兆易創(chuàng)新在中國(guó)工業(yè)和汽車領(lǐng)域的強(qiáng)大市場(chǎng)。反之，兆易創(chuàng)新也可以在電力需求高的領(lǐng)域如電動(dòng)汽車和數(shù)據(jù)中心提供更完整的系統(tǒng)解決方案。

　　兩家公司已確認(rèn)計(jì)劃于2025年晚些時(shí)候發(fā)布共同開發(fā)的解決方案。這些將包括開發(fā)人員可以根據(jù)其特定應(yīng)用進(jìn)行調(diào)整的固件堆棧和硬件設(shè)計(jì)。

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