氮化鎵創新應用大爆發 顛覆傳統矽基產品霸權

隨著ESG與新能效規範日益嚴格，氮化鎵(GaN)功率元件因具有高功率及低耗損的特性，逐漸受到市場矚目。目前市售氮化鎵元件受限於先天水平結構，無法提供與傳統矽基元件相同的封裝外型與驅動方式，導致使用上無法提供高功率/高效率性能輸出。

嘉和半導體於2024年正式量產藍寶石基板製程氮化鎵功率元件，並透過原位替換pin to pin封裝，可直接替換傳統矽與碳化矽元件。這項突破性的研發不但顛覆傳統矽元件的技術格局，同時解決現有氮化鎵元件使用痛點，為多樣化市場應用帶來全新解決方案。

嘉和核心服務 提供全方位支持

嘉和半導體股份有限公司(GaNrich Semiconductor Corp.)成立於2020年，從氮化鎵始祖之LED領域生根，專注於設計高品質氮化鎵功率元件，同時優化既有光電產業生態圈，是目前台灣唯一能提供光罩設計、封裝、系統模組應用及驗證等全方位服務的公司。擁有強大的光罩及封裝專利，為產品提供堅實的技術保障，也具備完整的可靠度與失效分析平台，確保產品穩定性與耐用性，滿足客戶在產品開發各階段需求。憑藉卓越的研發能力及完整一條龍服務，嘉和半導體正逐漸在市場上佔有一席之地。

多元產品規格 台灣市場多項獨有

嘉和半導體在台灣率先推出以藍寶石基板製程之氮化鎵元件，可提供GaN on Sap D-mode、GaN on Si E-mode的GaN FET及GaN IC，是目前台灣市場唯一能全面供應此類多元產品的公司，倚仗多年三五族半導體發展經驗，提供最具競爭力之成本與產能優勢，目前嘉和半導體產品已獲得多家國際大廠青睞，產品陸續導入驗證中。

嘉和高壓產品涵蓋650V至1,200V範圍，使用者無需更動封裝外型或系統PCB，即可用嘉和氮化鎵元件直接替換傳統矽與碳化矽元件，使系統產品能輕鬆升級，同時兼顧元件耐用性與可靠度。以目前市場最新應用AI伺服器為例，嘉和推出的多元選擇，包含SMD散熱能力最佳之TOLL與頂部散熱TOLT封裝，提供最高功率密度方案；針對最佳熱阻需求，有TO-247插件封裝可隨插即用；及工業應用最常見之TO-220與內絕緣TO-220系列。憑藉藍寶石高度絕緣特性，嘉和推出與矽元件相容同時提供主動保護之新型智能GaN FET，針對過溫、過流異常狀況啟動保護機制，成為市場首發創舉。

因為AI效能提升需求，PSU (Power Supply Unit)的功率密度已提升3至5倍，架構亦由第一及第二代的單相演化為第三代的三相，提高機架功率。因應技術演進，嘉和預計在今年Q3推出雙向導通(Bi-Directional Switch)氮化鎵高壓元件。憑藉氮化鎵的特性，使用單一元件即可取代傳統四顆獨立器件，大幅提升功率密度與晶片面積利用率。

以往中低壓氮化鎵元件存在散熱不佳與驅動不易等缺點，嘉和在台灣搶先推出40V至300V的E-HEMT元件，大幅提升散熱能力與驅動便利性，填補市場空缺，成為業界先驅，並提供未來AI電源、儲能、機器人、無人機及工業等應用之最高效能與功率密度解決方案。

AI伺服器中CPU/GPU採用DrMOS架構將驅動器和半橋功率MOS整合於單一小型封裝中，形成完整的功率級開關電路。與非整合元件相比可降低開關切換損耗，在極高頻率運作時也能維持高轉換效率，設計者能大幅降低控制訊號的傳遞路徑，提供足夠的動態電流，並維持卓越的性能。然而傳統矽產品為確保穩定的運作溫度與效率，在現有功率密度/效率要求下仍有努力空間。嘉和預計今年下半年推出氮化鎵版本的“穩壓器”，除降低切換損耗，嘉和專利結構的雙面散熱封裝設計，亦可改善發熱現象。

快速成長 強化合作

除與上下游供應鏈保持協作，嘉和半導體也與多家IC廠偕同開發，提供封裝/系統解決方案。近期更是積極與合晶、嘉晶、環球晶、立錡、力智、鼎元光電、力積電、聯穎光電（聯電集團）等供應鏈夥伴緊密合作，在客源拓展及資源挹注方面取得更多合縱連橫，加速擴展嘉和在全球氮化鎵元件市場版圖。

嘉和半導體持續創新和優化產品，鞏固既有供應鏈合作關係，並拓展新的合作夥伴，共同推動氮化鎵技術發展，以期在新能源市場中為客戶提供最佳解決方案。