氮化镓在向前发展
以下这篇文章由Achim Scharf撰写并出版于2016年11月期的 Power Electronics Europe上. 根据市场研究员Yole, 2015-2016是氮化镓能源交易的活跃年,经过多次的波动,如今600伏特的氮化镓在市场上已经商业流通。氮化镓搭载IC首次亮相为氮化镓制造企业打开新的市场前景。氮化镓能源交易预计在2021年达到2.8亿美元,并且2015年到2021年,年均复合增长率(CAGR)达到86%。当前市场正受到新兴应用的推动,包括为数据库和电信提供能源补给,AC快充,汽车光学雷达,封包追踪,无线能源。 “在数字领域摩尔定律已经被打破,每18个月在芯片上晶体管的数量成倍增加,但是在电力能源领域氮化镓的研究才刚刚开始” EPC首席执行官Alex Lidow指出,“氮化镓是硅在能量转化和模拟设备,也有可能是数字组件上的逻辑技术传承。我们距离理论上氮化镓极限的800倍,这项技术能够整合达到NMOS的水平。” “在过去的几年中,已经出现了大量的强大的发展和关键的合作,这是一个充满希望和高速发展的行业。” Yole (www.yole.fr). 的技术与市场分析师Hong Lin评论道。值得一提的是集成设备技术 (www.IDT.com),高效电源转换 (www.EPC-co.com),Infineon科技 (www.Infineon.com) 和松下 (https://eu.industrial.panasonic.com/), Exagan (www.exagan.com) 和德国Xfab (www.xfab.com), 台湾积体电路制造公司 (www.tsmc.com) 和 GaN Systems (www.gansystems.com). 台积电是最早同时提供6英寸大小微型芯片中100伏和650伏的氮化镓的制造服务公司。将氮化镓从能源半导体市场带入到更大的IC市场的想法引起了其他几家公司的兴趣。例如EPC和GaN Systems都在研究更集成的解决方案。同时Texas Instruments (www.ti.com)在2015年宣布了80V能量级和2016年宣布了600V能量级。到2016年末快速的发展让用户不仅能从EPC购买低电压氮化镓(<200V),也可以从其他公司购买高电压(600V/650V)组件,包括Transphorm(www.transphormusa.com),GaN Systems和Infineon / Panasonic。Visic(www.visic-tech.com)于2016年9月宣布了1200 V电源模块。VisIC Technologies, Ltd. 总部位于以色列Nes Ziona,于2020年由氮化镓技术专家们建立起来。氮化镓模块典型导通电阻低至0.04Ω。目标应用是作为交换器用于电机驱动器、三相能源补充和其他需要电流切换达到50A的应用。“这项技术支持减少的栅极电荷和电容,同时又不会失去低RDS(ON)的优势,可提供低至140J的超低最大开关能量。交换损耗比SIC MOSFET低三到五倍。在九月这家公司也推出了一款新的12A氮化镓交换器,这种交换器采用了更小、导通电阻为0.080Ω的底部冷却包装。 一家新公司Navitas Semiconductor(www.navitassemi.com)于2016年3月在APEC上及随后在欧洲举行的PCIM 2016上发布了其基于Hughes Lab技术(www.hrl.com)的650 V GaN电源IC。“氮化镓已经做好了市场准备,我们正在整合以前未整合的东西。” 首席技术官Dan Kinzer表示。该公司设计了具备集成栅极驱动器的完全集成氮化镓IC,采用了5mm x 6mm QFN封装。“这种电子模式的设备特征是驱动损耗比硅要低20倍,驱动器的阻值也跟能量级匹配。同样,将近0的传感也导致了极低的转化损耗——我们的650V工艺允许损耗频率高达27和40MHz!转化不是极限而是磁性。”根据Kinzer所说的,这种设备用作500V同步整流器。 AllGaN™是第一个允许将650…