GaN器件有望在中等耐壓范圍內實(shí)現出色的高頻工作性能

1   羅姆看好哪類(lèi)GaN功率器件的市場(chǎng)機會(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用中備受期待。特別是與SiC 相比，高速開(kāi)關(guān)特性出色，因而在基站和數據中心等領(lǐng)域中，作為有助于降低各種開(kāi)關(guān)電源的功耗并實(shí)現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實(shí)現出色的高頻工作性能。具體在汽車(chē)行業(yè)可應用于車(chē)載OBC、48 VDC/DC 轉換器（如圖3）。

圖3 功率器件的功率容量和工作頻段優(yōu)勢因材料和元件結構而異

2   GaN的技術(shù)挑戰是什么？

運用GaN的特點(diǎn)，一些半導體制造商已經(jīng)開(kāi)始開(kāi)發(fā)，以適配器為主的市場(chǎng)已經(jīng)開(kāi)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(hù)的角度來(lái)解決課題。以導通電阻更低、開(kāi)關(guān)速度更快的150 V 耐壓產(chǎn)品以及內置驅動(dòng)器的GaN 模塊為首，羅姆積極開(kāi)發(fā)解決GaN 器件課題的技術(shù)，并促進(jìn)其普及。

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

3   羅姆的發(fā)展規劃是什么？

羅姆一直在大力推動(dòng)業(yè)內先進(jìn)的SiC 元器件和各種具有優(yōu)勢的硅元器件的開(kāi)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(kāi)發(fā)。

2021 年，羅姆面向以工業(yè)設備和通信設備為首的各種電源電路，開(kāi)發(fā)出針對150 V 耐壓GaN HEMT（高電子遷移率晶體管）、高達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(kāi)發(fā)速度，并預計于2022 年3 月開(kāi)始提供產(chǎn)品樣品。

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

1）采用羅姆自有結構，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(kāi)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）