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EPC 攜手捷佳科技，開拓高檔電源管理／無線充電市場

本文作者：任苙萍點擊： 2017-06-15 08:16

前言：

節(jié)能系統(tǒng)設計之兼顧功率與頻率

同樣看好氮化鎵 (GaN) 與AirFuel 的諧振式無線充電標準的還有宜普電源轉(zhuǎn)換公司 (EPC) 及合作伙伴捷佳科技 (jjPlus)，他們的合作結(jié)果以要求＂附加價值＂的高頻率、高功率及高可靠電源管理／無線充電市場搶得先機。捷佳科技總經(jīng)理舒中和描述，用傳統(tǒng)硅半導體工藝所生產(chǎn)的高功率元器件非常成熟，供貨商呈現(xiàn)寡占的狀態(tài)。在中低頻率的應用上，以成本低、效能相對穩(wěn)定為其特色。但在進階高速光通訊或高頻無線通信時，此制成遭遇滯礙。因此，在高頻但低功率的應用上 (如手機) 必需導入 III-V 族化合物半導體的工藝。

照片人物：捷佳科技總經(jīng)理舒中和

＂氮化鎵＂為高功率與高頻組件的首選
＂氮化鎵＂為 III-V 族半導體中應用在高功率與高頻組件的首選。出身相關專業(yè)領域的舒中和認為，硅晶圓進入奈米工藝后，雖可藉由提升組件密度與操作頻率讓操作電壓和功耗隨之變小，適用于生產(chǎn)高效能集成電路，卻很難提升高功率，因為高功率與高頻率基本上是互相抵觸的；但氮化鎵受惠于其優(yōu)異的物理特性，沒有這種二擇一的兩難困境，可同時兼顧功率、頻率與效能，是高頻功率組件的首選。另同為 III-V 族元素、目前大量生產(chǎn)的砷化鎵 (GaAs) 在高功率上有的缺陷，GaN 正好可彌補其不足，例如：氮化鎵散熱效果佳、可在更高電壓與溫度工作，功率密度表現(xiàn)更優(yōu)，主要缺憾是成本偏高。

所幸，EPC 以＂硅基＂為晶圓底層的獨門工藝技術可利用現(xiàn)有硅晶圓廠的設備生產(chǎn)，且能達成高良率和一致性，可望為 GaN 量產(chǎn)帶來新契機。＂EPC交貨都維持一貫的高質(zhì)量，不會因生產(chǎn)批次而異，這點十分難能可貴＂，舒中和相當肯定 EPC 的氮化鎵專利技術。談到無線充電，WPC的 Qi 標準由于成熟的工作原理及親民價格，是無線充電個人裝配的主流，但它有三大困難有待克服：1.收、發(fā)位置須精準擺放才能對接；2.有效傳輸距離較短；3.對金屬材質(zhì)敏感，異物會發(fā)熱，因此目前對 >15W 的高功率充電應用需考慮甚多。

＂Qi在手機和消費電子等大量商品的無線充電確有優(yōu)勢，但在一些基礎設施則不然＂，舒中和提出另類觀點。他舉例說，高檔餐廳不太會希望在高質(zhì)感的餐桌上挖洞埋進Qi的充電設備。但捷佳科技采用 EPC 氮化鎵組件開發(fā)的 AirFuel 充電產(chǎn)品，即使桌厚在6公分亦能正常工作。GaN＋AirFuel面向的是特定利基市場，而＂大量商品化＂(commodity) 路線，與Qi標準并不會直接競爭，而能視作一種互補的技術。

圖1：捷佳科技的桌下型充電器，即使桌面厚達 6 公分亦可正常運作

無線充電市場分道而行，高頻操作的 AirFuel 亟需氮化鎵技術加持
＂Qi 與 AirFuel 兩種規(guī)格我們都有做，差別在于：Qi 的目標市場不需用到氮化鎵組件，但高頻操作的 AirFuel 就需氮化鎵的加持＂。舒中和進一步指出，氮化鎵技術早在二十年前、就已用在相陣雷達的軍用產(chǎn)品，操作電壓高且成本昂貴；EPC 的長處及價值在于：能將軍品成功轉(zhuǎn)向民用，并突破工藝、物理與應用的限制，使氮化鎵組件大量生產(chǎn)并達到一致性供貨。如此一來，便可為高端適配器 (adapter)、光達 (LiDAR) 和無線充電等等的應用提供有力的半導體制造支持，降低成本，居功厥偉。

戴爾電腦 (Dell) 新推出內(nèi)建無線充電的高檔筆記本電腦，開啟高功率無線充電的應用。EPC 氮化鎵器件在這個領域更形重要。因此在與 EPC 合作上，捷佳科技還與麻省理工學院 (MIT) 出身的專家們進行前端技術探勘以充份發(fā)揮 GaN 在因應各種挑戰(zhàn)的應用，形成三足鼎立的緊密合作。捷佳目前以 20W 電源傳送端 (PTU，即充電發(fā)射器) 為主力產(chǎn)品 (型號為WCT 301)，可供兩支快充手機或一臺平板充電，是目前所知＂唯一＂獲 AirFuel 官方認證能應用在 5 公分厚度的無線充電產(chǎn)品；因為得到協(xié)會認證，此產(chǎn)品能與所有 AirFuel 產(chǎn)品兼容。

待充物則以插拔設備 (Dongle) 呈現(xiàn)，發(fā)射端皆采用 EPC2014C 和 EPC2038 氮化鎵場效應晶體管 (eGaN FET) 組件，轉(zhuǎn)換效率可較傳統(tǒng)元器件提高 5～10%。＂試想一下，若每部設備都能提高10%的轉(zhuǎn)換效率，節(jié)省下來的電力將很可觀，對環(huán)保節(jié)能將有莫大貢獻＂，舒中和點出氮化鎵與節(jié)能設計的關系。他透露，當此無線充電市場尚在萌芽階段，捷佳不會將自己定位在OEM / ODM代工廠商，而是從根本技術著手與源頭創(chuàng)新技術合作伙伴共同耕耘；也不會將產(chǎn)品單純當作＂硬設備＂銷售。

其意在與系統(tǒng)集成服務合作伙伴針對大型餐旅機構(gòu)連手部署 Total Solution 與共享經(jīng)濟的經(jīng)營模式，由下而上構(gòu)筑宜普公司的關鍵組件、捷佳的子系統(tǒng)，及終端應用生態(tài)系的完美布局。一如保全公司不會刻意側(cè)重單一機臺販賣，而是放眼整體軟、硬件服務價值層次。＂當系統(tǒng)商積極尋求整合資源以彰顯價值的過程中，電源管理將是其中很重要的一環(huán)＂，舒中和重申。他并預期，蘋果 iPhone 8 若成功帶起無線充電風潮，將對市場具示范及外擴作用；而捷佳科技不只已克服不同材質(zhì)、高度、厚度的接口障礙，繼桌下型 (under table) 無線充電發(fā)展有成后，更持續(xù)朝穿墻 (through wall) 的高難度技術邁進。

圖2：捷佳科技的桌下型充電器不挑材質(zhì)，木質(zhì)或玻璃皆可穿透

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