导读:随着当前市场对低碳化可持续发展的要求,以及AI算力基础设施对能源资源的巨量需求,第三代半导体已是全球战略竞争新的制高点及产业热点。作为全球功率系统和物联网领域的半导体领导者,英飞凌在氮化镓(GaN)领域持续布局,在提升能源使用效率的赛道上不断加速前进。
随着当前市场对低碳化可持续发展的要求,以及AI算力基础设施对能源资源的巨量需求,第三代半导体已是全球战略竞争新的制高点及产业热点。作为全球功率系统和物联网领域的半导体领导者,英飞凌在氮化镓(GaN)领域持续布局,在提升能源使用效率的赛道上不断加速前进。
近日,在上海慕尼黑展会期间,英飞凌举办了一场专门的氮化镓新品媒体沟通会,会上英飞凌科技大中华区消费、计算与通讯业务市场总监程文涛先生以及英飞凌科技大中华区消费、计算与通讯业务高级首席工程师宋清亮先生在会上介绍了英飞凌新一代氮化镓产品的特性以及优势。
程文涛表示:“英飞凌在没有收购GaN Systems之前,向市场主要提供两类产品,一类是分立式功率器件(Discrete Power),第二类就是集成式功率器件(Integrated Power),在收购后,氮化镓的品类从原来的2类扩展到5类,分别为新一代CoolGaN™晶体管(Transistor)、CoolGaN™双向开关(BDS)、CoolGaN™ 智能感应(Smart Sense)、CoolGaN™驱动(Drive)和CoolGaN™ Control。”
针对CoolGaN™双向开关(BDS)而言,CoolGaN™ BDS拥有出色的软开关和硬开关性能,提供40 V、650 V 和 850 V电压双向开关,适用于移动设备USB端口、电池管理系统、逆变器和整流器等。
CoolGaN™ BDS高压产品分为650 V 和 850 V两个型号,采用真正的常闭单片双向开关,具有四种工作模式。该系列半导体器件基于栅极注入晶体管(GIT)技术,拥有两个带有衬底终端和独立隔离控制的分立栅极。它们利用相同的漂移区来阻断两个方向的电压,即便在重复短路的情况下也具备出色的性能,并且通过使用一个BDS代替四个传统晶体管,可提高效率、密度和可靠性,使应用能够从中受益并大幅节约成本。在替代单相H4 PFC、HERIC逆变器,和三相维也纳整流器中的背对背开关时,该系列器件能够优化性能,而且还可用于交流/直流或直流/交流拓扑结构中的单级交流电源转换等。
而CoolGaN™ BDS 40 V是一款基于英飞凌肖特基栅极氮化镓自主技术的常闭单片双向开关。它能阻断两个方向的电压,并且通过单栅极共源极的设计进行了优化,以取代电池供电消费产品中用作断开开关的背对背 MOSFET。首款40 V CoolGaN™ BDS产品的 RDS(on) 值为 6 mΩ,后续还将推出一系列产品。相比背对背硅FET,使用40 V GaN BDS的优点包括节省50% - 75%的PCB面积、降低50%以上的功率损耗,以及减少成本。
CoolGaN™ BDS作为被英飞凌称作Game Changing的产品,相信在上市后会在市场中引起强烈的关注。
在介绍完新品的功能和特性后,程文涛又生动形象的表述了GaN的优势:“从市场层面来看,GaN主要有三大优势——节能、节省成本以及节省材料。在硅、碳化硅、氮化镓三种材料里,氮化镓开关速度是最快的。而开关速度快,就代表可以提升开关频率,在开关频率提升后很多被动元器件可以大幅度减小,散热器也可以减小,进而节省物料,这是氮化镓在节省物料层面带来的优势。另外在效率部分中,氮化镓和碳化硅有同样的优势,就是用碳化硅或者平面型氮化镓做出来的器件导通阻抗,也就是单位面积上能够做的最小的导通阻抗,都要比硅以数量级的程度减小,这是氮化镓在效率层面能带来的优势。最后,由于前两个方面都获得提升后,也让整个系统的成本大幅降低。”
并且在媒体提问环节也有记者向英飞凌提问氮化镓产能相关的问题,英飞凌表示在菲拉赫(奥地利)和居林(马来西亚)的工厂,目前正致力于扩大碳化硅和氮化镓功率半导体的产能,并计划在质量验证通过后的 3 年内全面过渡到 200 毫米(8 英寸) 产能。其中居林工厂,计划从 2025 年第 1 季度开始,将推出 200 毫米(8 英寸)的产品。
英飞凌在成功收购GaN Systems之后,不仅使自身氮化镓相关的产品系列得到了广泛的扩展,同时设计研发思路也获得了极大的拓宽,并在未来的路标中也出现了很多新品类。通过本次媒体会的精彩介绍,让我们再一次清晰的认识到英飞凌在第三代半导体领域强大的实力,期待英飞凌未来在第三代半导体领域能够继续领航,创造辉煌。