GaN器件有望在中等耐壓范圍內(nèi)實現(xiàn)出色的高頻工作性能

水原德健

1 羅姆看好哪類GaN功率器件的市場機會？

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)電源的功耗并實現(xiàn)小型化的器件被寄予厚望（如圖1、圖2）。

GaN器件有望在中等耐壓范圍內(nèi)實現(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 V DC/DC轉(zhuǎn)換器（如圖3）。

2 GaN的技術(shù)挑戰(zhàn)是什么？

運用GaN的特點，一些半導體制造商已經(jīng)開始開發(fā)，以適配器為主的市場已經(jīng)開始升溫，但問題也凸顯出來，柵極-源極間額定電壓低、封裝處理比較難。如果要進一步普及，必須從用戶的角度來解決課題。以導通電阻更低、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)，并促進其普及。

3 羅姆的發(fā)展規(guī)劃是什么？

羅姆一直在大力推動業(yè)內(nèi)先進的SiC元器件和各種具有優(yōu)勢的硅元器件的開發(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，羅姆將加快使用該技術(shù)的GaN HEMT開發(fā)速度，并預計于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。

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%。

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