新一代功率器件動向：SiC和GaN

作者/LlewVaughan-Edmunds 安森美半導(dǎo)體寬禁帶(SiC, GaN)產(chǎn)品線高級經(jīng)理

更為嚴(yán)格的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和政府法規(guī)的變遷是更高能效產(chǎn)品的關(guān)鍵驅(qū)動因素。例如數(shù)據(jù)中心正呈指數(shù)級增長以跟上需求，其耗電量約占全球總電力供應(yīng)量（+ 400TWh）的3％，也占總溫室氣體排放量的2％，與航空業(yè)的碳排放量相同。在這些巨大的能源需求之下，各地政府正加緊實(shí)施更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和新的法規(guī)，以確保所有依賴能源的產(chǎn)品必須達(dá)到最高能效。

我們也看到對更高功率密度和更小空間的需求。電動汽車正嘗試減輕重量并提高能效，以實(shí)現(xiàn)更高的續(xù)航里程。車載充電器（OBC）和牽引逆變器如今正在采用寬禁帶產(chǎn)品來達(dá)標(biāo)。

SiC和GaN是寬禁帶(WBG)材料，為下一代功率器件提供基礎(chǔ)。與硅相比，它們的特性和性能更出色，因?yàn)槠漕惤饎偸慕Y(jié)構(gòu)要求更高的能量，以將穩(wěn)定的電子移動到傳導(dǎo)之中。

其主要的優(yōu)勢之一是顯著減少開關(guān)損耗，這使器件工作更低溫，有助于縮小散熱器和成本。其次是增加了開關(guān)速度。如今設(shè)計(jì)師能超越硅MOSFET或IGBT的物理極限，讓系統(tǒng)能夠減少變壓器、電感器和電容器等無源元件。因此WBG方案能提高系統(tǒng)能效、縮小尺寸、降低元件成本、及提高功率密度。

安森美SiC及GaN產(chǎn)品

SiC二極管廣泛用于各種要求最高能效的PFC 拓?fù)?。EMI極快的反向恢復(fù)使其也更容易處理。安森美半導(dǎo)體提供完整的650V和1200V SiC二極管陣容，涵蓋單相和多相應(yīng)用中的所有功率范圍。我們的1200V MOSFET將于2018年晚些時候發(fā)布，它們將提供最高的性能、出色的堅(jiān)固性和高可靠性。安森美半導(dǎo)體擁有終端結(jié)構(gòu)專利，確保免受任何與濕氣相關(guān)的故障。

GaN越來越受市場接受。這技術(shù)經(jīng)歷了幾次迭代；從'D模式'、到共源共柵（Cascode）、到現(xiàn)在最新的'E模式'（常關(guān)）設(shè)備。GaN具有閃電般速度，對PCB布局和門驅(qū)動的要求很高。我們看到設(shè)計(jì)人員現(xiàn)了解如何使用GaN及其與硅相比的顯著優(yōu)勢。我們正與領(lǐng)先的汽車和工業(yè)伙伴合作，為下一代系統(tǒng)（如OBC和服務(wù)器電源）提供最高的功率密度和能效。我們將于2018年晚些時候發(fā)布新品，其中將包括安森美半導(dǎo)體為GaN量身定制的更多篩選技術(shù)和工藝，以確保提供市場上最高質(zhì)量的產(chǎn)品。