GaN功率器件市场异军突起的美国公司

上网时间: 2016年02月29日? 我来评论 【字号: ? ?小】

氮化镓技术因其在低功耗、小尺寸等特性设计上的独特优势和成熟规模化的生产能力,近年来在功率器件市场大受欢迎。不久前,在EEVIA第五届ICT技术趋势论坛上,一家美国新创公司的GaN创新器件受到关注。富士通电子元器件高级市场经理蔡振宇在“氮化镓产品主要的应用场景和未来的趋势”主题分享中,重点介绍了这家公司和其创新产品。

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富士通电子元器件高级市场经理蔡振宇分享主题“氮化镓产品主要的应用场景和未来的趋势”

最近一年多以来,一家在中国极少听到的品牌——美国Transphorm公司,以一种“稳秘模式”异军突起,已成为电子能源转换行业开发与供应GaN解决方案业务的国际公认领导厂商。据悉,这家企业致力于设计、生产GaN(氮化镓)功率转换器和模块,其产品应用于电源、功率适配器、马达驱动器、太阳能转换器以及电动车辆等领域。从2007年成立到现在,获得了包括谷歌、富士通、凯鹏华盈、考菲尔德及拜尔斯、索罗斯基金管理公司、量子战略合作伙伴在内的众多投资机构的青睐,是唯一一家通过美国JEDEC认证的氮化镓产品。

蔡振宇表示,事实上,Transphorm已经是GaN技术的行业不折不扣的‘老兵’了。Transphorm创始人与核心工程团队在电源和GaN半导体方面,有超过20年的直接经验和领先地位。自1994年以来,Transphorm的团队已经率先推出了最早的GaN晶体管的开发,几经合并后的团队带来了卓越的垂直整合经验,其中包括GaN材料和器件、制造与测试、可靠性和应用工程,以及制造和电力行业知识。

2014年2月,富士通将氮化镓部门转给了Transphorm公司,Transphorm所有晶圆产品由富士通生产。富士通代理Transphorm氮化镓产品。目前,Transphorm拥有超过400项国际专利,全球雇员人数已经超过120位。

Transphorm采用创新的Cascode结构的HEMT高压产品,在氮化镓功率表技术领域走的非常领先。从半导体的结构来看,HEMT氮化镓产品跟普通MOSFET不一样,电流是横向流,它是在硅的衬底上面长出氮化镓,它是S极垂直往上的,上面是S极流到D极,与传统的MOS管流动不一样。在200°C的结温条件下,超过1000万小时的寿命。

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Transphorm创新的Cascode结构

目前所有的产品在技术和研发上有两个方向,一个是上电的管子是关着的,还有一种是上电以后管子是打开的。基本上前面的产品是没有办法用的,因为一上电管子就关了。“有友商在第一个管子上面人为地做成Normally off(常关)。但随着时间的推移,原来5伏可以打开,慢慢时间久了可能6伏才能打开。”蔡振宇指出,“对这个问题,Transphorm给出了解决办法——通过增加一个低压MOS管,这个结构就是前面提到的Cascode结构,用常开的产品实现常闭产品一样的性能。”

此结构的优点首先是它的阈值非常稳定地设定在2V,即给5伏就可以完全打开,一旦到0V会完全关闭。而且这个结构还带来另一个优势:氮化镓的驱动和现在的硅基是兼容的,可以无缝地连接到氮化镓的功率器件上,没有必要改成新的结构。

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市场上比较流行的产品正向导通所需的栅极电荷是44,而Transphorm是6.2,约七分之一;友商产品的QRR一般是5300,Transphorm是54,只约为其1%。

据悉,富士通今年会推出900V和1200V的产品,低压方面会提供150V的产品。未来Transphorm还将推出代替Cascode的E-Mode创新结构技术,将会把当前结构中存在的不利因素解决掉,实现更卓越的功率器件性能。将提供更大功率的产品,从2014年推出第一颗TO240,电流从30、40,逐步往60、70、80的方向发展。

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