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近期，英諾賽科、納微半導(dǎo)體、英飛凌等企業(yè)公布了單片集成、雙向開關(guān)等氮化鎵產(chǎn)品&平臺(tái)，在產(chǎn)品成本、性能等方面實(shí)現(xiàn)了新的突破：
英諾賽科：發(fā)布兩款氮化鎵新品
2月，英諾賽科相繼推出來(lái)兩款氮化鎵產(chǎn)品，分別適用于500W-4KW大功率電源和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、AI與48V電源領(lǐng)域：
文章介紹，作為行業(yè)首發(fā)的大功率合封氮化鎵產(chǎn)品，ISG612XTD SolidGaN IC采用TO-247-4L 封裝，將具有短路保護(hù)的700V E型GaN FET、柵極驅(qū)動(dòng)無(wú)縫集成，Rdson 范圍為 22m?~59m?，適用于高功率密度和高效率的大功率應(yīng)用。
據(jù)了解，以上配置使系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員能夠?qū)崿F(xiàn)具有 Titanium Plus 效率的高頻開關(guān)，功率密度比傳統(tǒng)方案高2~3倍。與此同時(shí)，該產(chǎn)品還具有高開關(guān)頻率、高功率密度、高散熱能力等優(yōu)勢(shì)，適合500W-4KW大功率電源和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，可廣泛應(yīng)用于服務(wù)器電源，空調(diào)電源，汽車OBC。
100V E-Mode氮化鎵及封裝產(chǎn)品
英諾賽科還發(fā)布了一款新產(chǎn)品 INN100EA035A，這是一款 100V GaN 功率器件，采用En-FCLGA 3.3X3.3封裝，Rdson_Max 3.5mohm，雙面散熱，且具有低導(dǎo)阻、低柵極電荷、低開關(guān)損耗以及零反向恢復(fù)電荷等特點(diǎn)。
由于其性能和特性，INN100EA035A 被設(shè)計(jì)用于 AI GPU 電源輸送和多種其他 48V 應(yīng)用，與傳統(tǒng)的MOSFET方案相比，該器件的功率密度提升20%；與業(yè)界最先進(jìn)的MOSFET相比，系統(tǒng)功率損耗可降低大于35%。
英諾賽科還發(fā)布了基于該技術(shù)的產(chǎn)品系列，采用 Dual-Cool 封裝，Rdson（Max25C）范圍從 1.8mohm 到 7mohm，底部源極占位面積與漏極占位面積相匹配，可輕松用高性能低成本 GaN 解決方案取代傳統(tǒng)的 Si MOSFET 解決方案。
納微半導(dǎo)體：發(fā)布雙向氮化鎵開關(guān)
3月12日，納微半導(dǎo)體宣布其發(fā)布了量產(chǎn)級(jí)650V雙向GaNFast?氮化鎵功率芯片及高速隔離型柵極驅(qū)動(dòng)器，導(dǎo)通電阻分別為50 mΩ、100 mΩ，目標(biāo)市場(chǎng)涵蓋電動(dòng)汽車充電（車載充電機(jī)OBC及充電樁）、光伏逆變器、儲(chǔ)能系統(tǒng)及電機(jī)驅(qū)動(dòng)等領(lǐng)域。
據(jù)了解，目前超過(guò)70%的高壓功率變換器采用雙級(jí)拓?fù)?，例如AC-DC車載充電機(jī)需先經(jīng)PFC級(jí)，再經(jīng)DC-DC級(jí)，并依賴笨重的直流母線電容緩沖，復(fù)雜的架構(gòu)導(dǎo)致此類系統(tǒng)體積龐大、能效低下且成本高昂。此外，過(guò)去實(shí)現(xiàn)雙向控制也需使用兩個(gè)分立式“背靠背”的單體開關(guān)。
對(duì)此，納微半導(dǎo)體發(fā)布的雙向GaNFast?氮化鎵技術(shù)具有兩大益處：
一是可以將兩級(jí)整合為單級(jí)高頻高效架構(gòu)，徹底消除電容與輸入電感，成為電動(dòng)汽車OBC等場(chǎng)景的終極解決方案。
二是采用尖端單芯片設(shè)計(jì)（單片集成），通過(guò)合并漏極結(jié)構(gòu)、雙柵極控制及集成專利的有源基板鉗位技術(shù)，實(shí)現(xiàn)雙向開關(guān)的突破。一顆雙向GaNFast?氮化鎵功率芯片可替代最多4個(gè)傳統(tǒng)開關(guān)器件，顯著提升系統(tǒng)性能，同時(shí)減少元件數(shù)量、PCB面積和系統(tǒng)成本。
目前，一家領(lǐng)先的電動(dòng)汽車及光伏微逆制造商已開始采用單級(jí)BDS變換器以提升其系統(tǒng)效率、縮小尺寸并降低成本。其中，通過(guò)搭載GaNFast?的單級(jí)變換器可實(shí)現(xiàn)高達(dá)10%的降本、20%的節(jié)能以及50%的體積縮減。
英飛凌：發(fā)布硅基封裝GaN
近日，英飛凌在官網(wǎng)透露，其推出采用全新硅基封裝的 CoolGaN? G3 晶體管，將推動(dòng)全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化。
據(jù)悉，過(guò)去GaN 供應(yīng)商對(duì)封裝類型和尺寸采取了不同的方法，導(dǎo)致碎片化，并且缺乏多個(gè)與封裝兼容的來(lái)源供客戶使用。而英飛凌發(fā)布的 CoolGaN? G3 晶體管具有 100 V、80V兩種規(guī)格，分別采用RQFN 5x6 封裝、RQFN 3.3x3.3 封裝，典型導(dǎo)通電阻為 1.1 mΩ、2.3 mΩ。
英飛凌中壓 GaN 產(chǎn)品線負(fù)責(zé)人 Antoine Jalabert 博士表示：“新器件與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)硅 MOSFET 封裝兼容，滿足客戶對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化尺寸、更易于操作和更快上市時(shí)間的需求?！?/p>
此外，新封裝與 GaN 相結(jié)合，可提供低電阻連接和低寄生效應(yīng)，從而在一定面積內(nèi)實(shí)現(xiàn)高性能晶體管輸出。由于暴露表面積更大、銅密度更高，熱量分布和消散得更好，這種芯片和封裝組合在熱循環(huán)方面具有很高的穩(wěn)健性，并且提高了熱導(dǎo)率。
德州儀器：發(fā)布集成式GaN芯片
近日，德州儀器（TI）宣布推出一系列集成式 GaN 功率級(jí)芯片，以滿足現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心快速增長(zhǎng)的電力需求。據(jù) TI 稱，這些產(chǎn)品采用采用TOLL封裝，讓設(shè)計(jì)人員能夠充分利用 TI GaN 效率，而無(wú)需進(jìn)行昂貴且耗時(shí)的重新設(shè)計(jì)。
此外，新的GaN 功率級(jí)芯片集成了高性能柵極驅(qū)動(dòng)器和 650V GaN FET，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高效率（>98%）和高功率密度（>100W/in3 ）。它們還集成了先進(jìn)的保護(hù)功能，包括過(guò)流保護(hù)、短路保護(hù)和過(guò)熱保護(hù)。這對(duì)于服務(wù)器電源等 AC/DC 應(yīng)用尤其重要，因?yàn)樵O(shè)計(jì)人員面臨著在更小空間內(nèi)提供更大功率的挑戰(zhàn)。
與此同時(shí)，TI 還在 APEC 會(huì)議上展示了許多基于 GaN 的電源應(yīng)用，包括戴爾的 1.8kW 服務(wù)器PSU、Vertiv 的 5.5kW 服務(wù)器 PSU、長(zhǎng)城電源 8kW PSU。
安世半導(dǎo)體：完善GaN產(chǎn)品組合
近日，Nexperia（安世半導(dǎo)體）宣布其E-mode GaN FET產(chǎn)品組合新增12款新器件，聚焦消費(fèi)電子、工業(yè)、服務(wù)器/計(jì)算以及電信等市場(chǎng)，尤其著重于支持高壓、中低功率以及低壓、中高功率的使用場(chǎng)景。
據(jù)悉，Nexperia此次發(fā)布的新產(chǎn)品主要有三種類型：
一是新型低壓40 V雙向器件(RDSon<12 m?)，支持過(guò)壓保護(hù)(OVP)、負(fù)載切換和低壓應(yīng)用，如移動(dòng)設(shè)備和筆記本電腦中的電池管理系統(tǒng)(BMS)。
二是100 V和150 V器件(RDSon<7 m?)，這些器件適用于消費(fèi)電子設(shè)備的同步整流(SR)電源、數(shù)據(jù)通信和電信設(shè)備中的DC-DC轉(zhuǎn)換器、光伏微型逆變器、D類音頻放大器，以及電動(dòng)自行車、叉車和輕型電動(dòng)車(LEV)中的電機(jī)控制系統(tǒng)。
三是在高壓領(lǐng)域推出700 V器件(RDSon>140 m?)（用于支持LED驅(qū)動(dòng)器和功率因素校正(PFC)應(yīng)用），以及650 V器件(RDSon>350 m?)（適用于AC/DC轉(zhuǎn)換器）。
CGD：推出GaN-IGBT組合方案
近日，據(jù)Compound Semiconductor 報(bào)道，劍橋氮化鎵器件公司（CGD）將智能 ICeGaN HEMT IC 和 IGBT 集成在同一模塊中，滿足 100kW 以上的電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)應(yīng)用需求，以替代高成本的 SiC 解決方案。
據(jù)了解，該方案主要有以下好處：
首先，ICeGaN 和 IGBT 器件可以在具有相似驅(qū)動(dòng)電壓范圍（例如 0-20V）和出色柵極穩(wěn)健性的并聯(lián)架構(gòu)中運(yùn)行。在運(yùn)行中，ICeGaN 開關(guān)非常高效，在相對(duì)較低的電流（輕負(fù)載）下具有低傳導(dǎo)和低開關(guān)損耗，而 IGBT 在相對(duì)較高的電流（接近滿負(fù)載或在浪涌條件下）下占主導(dǎo)地位。
其次，組合 ICeGaN 還受益于 IGBT 的高飽和電流和雪崩鉗位能力以及 ICeGaN 的高效開關(guān)能力。在較高溫度下，IGBT 的雙極元件將在較低的導(dǎo)通電壓下開始導(dǎo)通，從而補(bǔ)充 ICeGaN 中的電流損耗。相反，在較低溫度下，ICeGaN 將吸收更多電流。傳感和保護(hù)功能經(jīng)過(guò)智能管理，以最佳方式驅(qū)動(dòng) Combo ICeGaN 并增強(qiáng) ICeGaN 和 IGBT 器件的安全工作區(qū) (SOA)。
CGD 創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官 Giorgia Longobardi 表示：“如今，電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的逆變器要么使用成本低但在輕載條件下效率低下的 IGBT，要么使用效率高但價(jià)格昂貴的 SiC 器件。我們的新 Combo ICeGaN 解決方案將通過(guò)智能結(jié)合 GaN 和硅技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，在保持低成本的同時(shí)保持最高效率，目前我們已經(jīng)與一級(jí)電動(dòng)汽車制造商及其供應(yīng)鏈合作伙伴合作，將這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)步推向市場(chǎng)?！?/p>
新微半導(dǎo)體：推出GaN代工平臺(tái)
3月10日，新微半導(dǎo)體宣布推出650V硅基氮化鎵增強(qiáng)型（E-mode）功率工藝代工平臺(tái)。該平臺(tái)憑借高頻運(yùn)行效率、超低柵極電荷及低導(dǎo)通電阻等卓越特性，可為新一代高速、高效功率器件應(yīng)用提供了優(yōu)異的解決方案。
據(jù)了解，該工藝平臺(tái)采用P帽層?xùn)艠O和基于化學(xué)機(jī)械平坦化的鎢栓/鋁集成電路互聯(lián)工藝，實(shí)現(xiàn)了氮化鎵形貌的精準(zhǔn)控制與低表面態(tài)。HTRB/HTGB/DHTOL等關(guān)鍵可靠性指標(biāo)符合JEDEC標(biāo)準(zhǔn)，確保了該平臺(tái)制造的器件能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
此外，通過(guò)該平臺(tái)制造的器件性能極具競(jìng)爭(zhēng)力：低比導(dǎo)通電阻（Rsp）約為350mΩ·mm2，優(yōu)異的品質(zhì)因數(shù)（Ron·Qg）~300mΩ·nC,實(shí)現(xiàn)了低開關(guān)損耗與導(dǎo)通損耗的雙重突破，為客戶帶來(lái)了顯著的成本效益和性能提升。
資料顯示，新微半導(dǎo)體是一家化合物半導(dǎo)體的代工企業(yè)，為客戶提供前期設(shè)計(jì)支持服務(wù)，確保產(chǎn)品性能與可靠性達(dá)到要求。目前，基于該平臺(tái)制造的樣片性能參數(shù)已達(dá)到業(yè)內(nèi)先進(jìn)水平，并通過(guò)多家客戶的嚴(yán)苛測(cè)試，有效加速客戶產(chǎn)品的商業(yè)化進(jìn)程。
