羅姆GaN器件帶來顛覆性革命:體積減少99%,損耗降低55%
引言
如今,電源和電機的用電量占全世界用電量的一大半,為了實現(xiàn)無碳社會,如何提高它們的效率已成為全球性的社會問題。而功率器件是提高其效率的關鍵,SiC(碳化硅)和GaN(氮化鎵)等新材料在進一步提升各種電源效率方面被寄予厚望。
周勁(羅姆半導體(上海)有限公司技術中心副總經(jīng)理)
1 GaN HEMT的突破
在功率器件中,GaN HEMT作為一種非常有助于提高功率轉換效率和實現(xiàn)器件小型化的器件備受期待。ROHM 于2022 年將柵極耐壓高達8 V 的150 V 耐壓GaN HEMT 投入量產(chǎn);2023 年3月,又確立了能夠更大程度地發(fā)揮出GaN 性能的控制IC 技術。2023 年5 月,為了助力各種電源系統(tǒng)的效率提升和小型化,ROHM 又推出器件性能達到業(yè)界超高水平的650 V 耐壓GaN HEMT。ROHM 將這種有助于節(jié)能和小型化的GaN 器件命名為“EcoGaN? 系列”,并不斷致力于進一步提高器件的性能。
2 集功率與模擬于一體的新產(chǎn)品
然而,與Si MOSFET 相比,GaN HEMT 的柵極處理很難,必須與驅動柵極用的驅動器結合使用。
在這種市場背景下,ROHM 結合所擅長的功率和模擬兩種核心技術優(yōu)勢,開發(fā)出集功率半導體——GaN HEMT 和模擬半導體——柵極驅動器于一體的Power Stage IC“BM3G0xxMUV-LB”。該產(chǎn)品的問世使得被稱為“下一代功率半導體”的GaN 器件輕輕松松即可實現(xiàn)安裝。
新產(chǎn)品中集成了新一代功率器件650 V GaN HEMT,能夠更大程度地激發(fā)出GaN HEMT 性能的專用柵極驅動器、新增功能以及外圍元器件。另外,新產(chǎn)品支持更寬的驅動電壓范圍(2.5~30 V),擁有支持一次側電源各種控制器IC 的性能,因此可以替換現(xiàn)有的Si MOSFET(Super Junction MOSFET / 以下簡稱“Si MOSFET”)。與Si MOSFET相比,器件體積可減少約99%,功率損耗可降低約55%,因此可同時實現(xiàn)更低損耗和更小體積。
新產(chǎn)品非常適用于內(nèi)置一次側電源(AC-DC或PFC 電路)的各種應用,如消費電子(白色家電、AC 適配器、電腦、電視、冰箱、空調(diào))以及工業(yè)設備(服務器、OA 設備)等。
3 小結
除了器件的開發(fā),ROHM 還積極與業(yè)內(nèi)相關企業(yè)建立戰(zhàn)略合作伙伴關系并推動聯(lián)合開發(fā),通過助力應用產(chǎn)品的效率提升和小型化,持續(xù)為解決社會問題貢獻力量。未來,ROHM 還將不斷改進驅動技術和控制技術,讓GaN 器件在各種應用中得到進一步普及。
(本文來源于EEPW 2023年10月期)
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