GaN器件有望在中等耐壓范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)出色的高頻工作性能

1   羅姆看好哪類GaN功率器件的市場(chǎng)機(jī)會(huì)？

GaN（氮化鎵）和SiC（碳化硅）一樣，是一種在功率器件中存在巨大潛力的材料。GaN 器件作為高頻工作出色的器件，在中等耐壓范圍的應(yīng)用中備受期待。特別是與SiC 相比，高速開關(guān)特性出色，因而在基站和數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域中，作為有助于降低各種開關(guān)電源的功耗并實(shí)現(xiàn)小型化的器件被寄予厚望（如圖1、圖2）。

圖1 GaN的特點(diǎn)

圖2 與Si和SiC的比較

GaN 器件有望在中等耐壓范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)出色的高頻工作性能。具體在汽車行業(yè)可應(yīng)用于車載OBC、48 VDC/DC 轉(zhuǎn)換器（如圖3）。

圖3 功率器件的功率容量和工作頻段優(yōu)勢(shì)因材料和元件結(jié)構(gòu)而異

2   GaN的技術(shù)挑戰(zhàn)是什么？

運(yùn)用GaN的特點(diǎn)，一些半導(dǎo)體制造商已經(jīng)開始開發(fā)，以適配器為主的市場(chǎng)已經(jīng)開始升溫，但問(wèn)題也凸顯出來(lái)，柵極- 源極間額定電壓低、封裝處理比較難。如果要進(jìn)一步普及，必須從用戶的角度來(lái)解決課題。以導(dǎo)通電阻更低、開關(guān)速度更快的150 V 耐壓產(chǎn)品以及內(nèi)置驅(qū)動(dòng)器的GaN 模塊為首，羅姆積極開發(fā)解決GaN 器件課題的技術(shù)，并促進(jìn)其普及。

水原德健(羅姆半導(dǎo)體(北京)有限公司技術(shù)中心 總經(jīng)理)

3   羅姆的發(fā)展規(guī)劃是什么？

羅姆一直在大力推動(dòng)業(yè)內(nèi)先進(jìn)的SiC 元器件和各種具有優(yōu)勢(shì)的硅元器件的開發(fā)與量產(chǎn)，以及在中等耐壓范圍具有出色的高頻工作性能的GaN 器件的開發(fā)。

2021 年，羅姆面向以工業(yè)設(shè)備和通信設(shè)備為首的各種電源電路，開發(fā)出針對(duì)150 V 耐壓GaN HEMT（高電子遷移率晶體管）、高達(dá)8 V 的柵極耐壓（柵極- 源極間額定電壓）技術(shù)。未來(lái)，羅姆將加快使用該技術(shù)的GaN HEMT開發(fā)速度，并預(yù)計(jì)于2022 年3 月開始提供產(chǎn)品樣品。

羅姆即將推出的、目前正在開發(fā)中的GaN HEMT具有以下特點(diǎn)。

1）采用羅姆自有結(jié)構(gòu)，將柵極- 源極間額定電壓提高至8 V。

2）采用在電路板上易于安裝且具有出色散熱性的封裝。

3）與硅器件相比，開關(guān)損耗降低了約65%。

（本文來(lái)源于《電子產(chǎn)品世界》雜志2022年1月期）