圳开新局③｜晶通半导体：连接“欧洲硅谷”和“中国硅谷”，撬动工业级氮化镓应用

2月初，总部位于深圳新一代产业园天使荟的晶通半导体宣布，已于去年12月完成数千万元人民币天使+轮融资。这家在深圳、瑞士布局的年轻企业是氮化镓功率器件与驱动芯片领先厂商，此前已完成两轮融资，且投资方均为半导体专业领域产业资本。

有了新一轮融资的加持，晶通半导体将继续推动产品在更大范围内落地，计划在中国长三角、粤港澳大湾区及中南地区建立运营中心，进行产品的研发、测试、市场销售。

晶通半导体研发的智能驱动平台Smart-Driver®。（受访者供图）

深港澳科技联盟顾问、国家集成电路设计深圳产业化基地首任主任张克科告诉记者，晶通半导体不仅连接“欧洲硅谷”和“中国硅谷”，而且坐落于粤港澳大湾区这个中国开放程度最高、经济活力最强劲的区域之一。该公司依托深港优势和大湾区众多资源，借力河套深港科技合作的平台资源，正在谋划新的跨境布局，为国际人才、技术转移和资本支撑提供更广阔的市场机会，产品的研发、测试、市场销售或将“事半功倍”，未来有望成长为专精特新或“独角兽”企业。

发挥瑞士、中国两地优势，驶入工业级氮化镓蓝海

2020年12月，毕业于爱因斯坦母校——瑞士联邦理工大学的刘丹在深圳、瑞士两地创立晶通半导体。之所以选择在这个时间节点创业，正是出于团队对氮化镓发展的巨大潜力与广阔前景的认知。

刘丹认为，第三代半导体正好处于“从0到1”、“从1到10”的发展阶段，而晶通半导体团队恰好是在这个产业有丰富经验积累的人。“我们只是顺应了时代发展的趋势，想要抓住市场机会。我们在中国和欧洲都有扎实的核心技术团队，有信心、有能力做好氮化镓的研发。”

晶通半导体创始人兼CEO刘丹。（受访者供图。）

“目前氮化镓市场整体渗透率极低，未来渗透率有望增至30%-40%，在未来几十年的周期里，氮化镓的成长空间非常大，创新点很多。”据刘丹介绍，与第一代硅材料半导体相比，氮化镓功率器件功率输出密度和能量转换效率更高，可以有效降低电力电子装置的体积和重量，具有禁带宽度大、击穿场强高、电子迁移率高等特性。尽管目前氮化镓直接成本比较高，但若考虑综合的性价比，比如体积变小、用材变省，反而系统成本降低，而且随着产能的提升，工艺的发展，未来氮化镓功率器件的成本会比硅功率器件更加便宜。

近年来，在消费电子领域，氮化镓充电器在同功率下体积更小，散热更优已经成为不少终端厂商、充电器厂商密的主流选择。不过，与消费电子领域相比，工业领域对氮化镓器件解决方案的性能、稳定性及可靠性的要求大幅提升，目前在国内仍属蓝海市场，晶通半导体正是选定了这一方向。

晶通半导体位于深圳新一代产业园的实验室。（南方+鲁力摄）

面对工业级氮化镓蓝海，晶通半导体选择瑞士、深圳两地布局，连接“欧洲硅谷”瑞士和被称为“中国硅谷”的深圳。晶通半导体财务总监张炜嘉告诉记者:“深圳优秀的营商环境对公司发展帮助很大，天使投资环境尤其比较好。”

刘丹告诉记者，中国和瑞士各有优势，瑞士在“从0到1”阶段比较领先，周边汇聚了英飞凌、意法半导体等世界最顶级的功率半导体公司，而且国际化程度高，融多种文化为一体，可作为人才高地，而中国既拥有庞大的市场，又具备高效率、扎实的理工类人才基础，且也不乏创业各个阶段的种子、天使、VC、PE等资本助力。深圳是中国的制造与创新中心，团队可以贴近客户，了解客户需求并快速落地，推出市场所需要的产品。

创办两年多来，晶通半导体发挥两地优势，快速成长，共拥有三个主要产品线，商业化进展稳步推进。

目前，该公司的“拳头产品”氮化镓器件及氮化镓驱动的集成方案——Smart-GaN®，即智能氮化镓功率开关（SiP），已跑通晶通内部流程，正与客户紧密地做新品开发方案。

从科研创新到氮化镓产业化

芯片行业上下游产业链长、所涉环节复杂，在芯片领域创业无疑是一场“长跑”。晶通半导体团队的底气来自哪里？

据了解，晶通半导体拥有世界顶尖的氮化镓科研实力，公司核心技术成员均有海外理工名校的留学背景，曾就职于Power Integrations (PI)、英飞凌、德州仪器、意法半导体等世界前沿的氮化镓厂商，拥有丰富的产业化经验。此外，公司还在氮化镓领域拥有数十项核心发明专利、集成电路布图设计专利及实用新型专利。

值得关注的是，“80后”刘丹曾为世界顶尖功率驱动芯片设计公司PI、NXP高级芯片设计师、项目经理，拥有15年芯片设计经验。

该公司联合创始人兼CSO马俊博士同样毕业于瑞士联邦理工大学，拥有十余年氮化镓器件设计制备经验，曾在Nature Electronics、IEDM等期刊发表氮化镓功率器件论文60余篇，也是Nature系列刊物上首篇氮化镓功率器件相关论文的作者，入选斯坦福大学全球前2%顶尖科学家“2022年度科学影响力排行榜”。

在技术路线上，晶通半导体是当前国内唯一面向工业级、车规级应用，采取“器件+驱动”进行共同优化的厂商。相比消费电子，工业级及车规级应用难度更高，更需要采取器件加驱动共同优化方式，以切实解决氮化镓应用的最大痛点，提高稳定性。

一位熟悉晶通半导体的人士表示:“刘丹的优势在于驱动，马俊的优势在于器件，晶通半导体的‘拳头产品’氮化镓器件及氮化镓驱动的集成方案——Smart-GaN®，就来自团队优势的集合。”

2021年，马俊团队与瑞士洛桑联邦理工大学（EPFL）和苏州晶湛半导体有限公司合作研发了一种多沟道氮化镓电力电子器件技术，相关论文以《用于高效功率转换的多沟道纳米线器件》（Multi-channel nanowire devices for efficient power conversion）为题发表于Nature Electronics。

据介绍，该技术能在获得1200伏高击穿电压的同时，将器件的导通电阻降低为典型值的约1/5，从而将硅上氮化镓电力电子器件品质因子的国际纪录平均提升了3至4倍。该技术解决了两个电子器件中基础性、原理性的挑战:第一，怎么降低器件的电阻，但又不损失电子的迁移率；第二，如何在低电阻的情况下实现高击穿电压。

“这项工作是氮化镓电力电子器件领域的重大进步，该技术使氮化镓器件的性能大幅接近其理论极限，且显著地超过了现有的碳化硅器件。”氮化镓电子器件领域著名专家，IEEE Fellow、英国布里斯托大学教授马丁·库博尔（Martin Kuball）在Nature Electronics 撰写专文评论时这样评价道。

刘丹认为，在晶通半导体等氮化镓企业的不断研发与推进下，氮化镓有望在650伏电压、10千瓦功率以下的应用场景中大幅替代传统的硅器件。并且，相较于同属第三代半导体核心材料的碳化硅，氮化镓在该场景中的应用潜力更高，氮化镓不仅在开关频率及效率上略胜一筹，而且在成本上，尽管目前二者成本相当，但未来氮化镓价格下降速度将远超碳化硅，是更理想的材料。

张克科认为，晶通半导体团队有三大特点，一是团队长期关注第三代半导体，有雄厚的创新基础和理论、产业背景，二是团队在产业应用方向上明确，氮化镓器件及驱动的集成将大幅提高该材料的应用前景，三是团队的两轮融资都来自半导体专业领域产业资本，是中芯国际旗下中芯聚源唯一投资的氮化镓功率器件企业，说明其在产业内的认可度颇高，有望撬动氮化镓创新链、产业链、人才链“三链”融合，为大湾区高质量发展增添创新活力。

【记者】马芳

【摄影】鲁力

【作者】 马芳

【来源】 南方报业传媒集团南方+客户端