面向新基建的GaN技術(shù)

新基建涵蓋了廣泛的領(lǐng)域，并對半導體電源設計提出了各種挑戰。其中最大的挑戰之一是要找到一種以更小尺寸和更低成本提供更多電力的方法。第二個(gè)挑戰是如何幫助設計師在這些競爭激烈的市場(chǎng)中脫穎而出。為應對這些挑戰，TI提供了多種解決方案。以下我將分享有關(guān)TI GaN解決方案的更多詳細信息。

1   TI GaN概述：

TI的集成GaN FET可用于工業(yè)和汽車(chē)市場(chǎng)的各類(lèi)應用。TI GaN在一個(gè)封裝中集成高速柵極驅動(dòng)器和保護功能，可提供優(yōu)異的開(kāi)關(guān)速度和低損耗。

如今，我們的GaN應用于交流/直流電源和電機驅動(dòng)器、電網(wǎng)基礎設施和汽車(chē)充電等多種應用。在所有這些應用中，TI GaN能夠實(shí)現99％的效率，高達300％的功率密度，且在大多數情況下消除了強制風(fēng)冷。

我們內部的硅襯底GaN工藝利用了現有的TI工藝技術(shù)節點(diǎn)——提供多種供應鏈和成本優(yōu)勢。與其他基于諸如SiC或藍寶石等非硅襯底的寬帶隙技術(shù)不同，TI的硅襯底GaN工藝完全利用我們的內部制造設施進(jìn)行制造、組裝和測試，充分利用了內部產(chǎn)能并實(shí)現了可靠的產(chǎn)品質(zhì)量。

德州儀器（TI） 高壓電源產(chǎn)品副總裁兼總經(jīng)理 Steve Lambouses

2   TI GaN應用示例

汽車(chē)充電：用于電動(dòng)汽車(chē)時(shí)，尤其是車(chē)載充電器（OBC）和高壓DC/DC轉換器中，GaN具有顯著(zhù)優(yōu)勢。汽車(chē)中使用TI高效、完全集成的GaN解決方案，可實(shí)現將OBC和DC/DC組合在一個(gè)位置的更加小巧輕便的“一體式”架構。這樣不僅延長(cháng)了電池續航時(shí)間，還提高了可靠性并降低了成本。

5G： GaN已在5G應用中投入生產(chǎn)。在5G領(lǐng)域，設計人員需要將這些應用的功率密度提高一倍（例如在1.5 kW空間中使用3 kW功率），或利用GaN的高工作效率來(lái)中和增加的成本并消除強制風(fēng)冷的維護。

消費類(lèi)電子產(chǎn)品： GaN正在縮小電視、手機適配器和筆記本電腦電源中電源的整體尺寸。在不遠的未來(lái)，支持GaN的像幀電視的功率密度將會(huì )提高2-3倍，為我們帶來(lái)更出色的視覺(jué)效果。

3 TI GaN可靠性?xún)?yōu)勢

工業(yè)和汽車(chē)市場(chǎng)對電子元件的可靠性要求極高。TI在設備和應用可靠性方面進(jìn)行了大量投資——迄今為止，已測試了超過(guò)3000萬(wàn)小時(shí)的應用可靠性數據。TI還是JC70的創(chuàng )始成員。JC70是GaN等寬帶隙器件的首個(gè)JEDEC規范。另外，從TI的GaN工藝和可靠性測試到驅動(dòng)器開(kāi)發(fā)和封裝技術(shù)，我們還致力于提供100％內部開(kāi)發(fā)的GaN。這些標準旨在確保器件具有高質(zhì)量和高性能，同時(shí)保持最低成本。

（本文來(lái)源于《電子產(chǎn)品世界》雜志2020年9月期）