面向新基建的GaN技術(shù)

新基建涵蓋了廣泛的領(lǐng)域，并對(duì)半導(dǎo)體電源設(shè)計(jì)提出了各種挑戰(zhàn)。其中最大的挑戰(zhàn)之一是要找到一種以更小尺寸和更低成本提供更多電力的方法。第二個(gè)挑戰(zhàn)是如何幫助設(shè)計(jì)師在這些競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)中脫穎而出。為應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，TI提供了多種解決方案。以下我將分享有關(guān)TI GaN解決方案的更多詳細(xì)信息。

1   TI GaN概述：

TI的集成GaN FET可用于工業(yè)和汽車市場(chǎng)的各類應(yīng)用。TI GaN在一個(gè)封裝中集成高速柵極驅(qū)動(dòng)器和保護(hù)功能，可提供優(yōu)異的開(kāi)關(guān)速度和低損耗。

如今，我們的GaN應(yīng)用于交流/直流電源和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施和汽車充電等多種應(yīng)用。在所有這些應(yīng)用中，TI GaN能夠?qū)崿F(xiàn)99％的效率，高達(dá)300％的功率密度，且在大多數(shù)情況下消除了強(qiáng)制風(fēng)冷。

我們內(nèi)部的硅襯底GaN工藝?yán)昧爽F(xiàn)有的TI工藝技術(shù)節(jié)點(diǎn)——提供多種供應(yīng)鏈和成本優(yōu)勢(shì)。與其他基于諸如SiC或藍(lán)寶石等非硅襯底的寬帶隙技術(shù)不同，TI的硅襯底GaN工藝完全利用我們的內(nèi)部制造設(shè)施進(jìn)行制造、組裝和測(cè)試，充分利用了內(nèi)部產(chǎn)能并實(shí)現(xiàn)了可靠的產(chǎn)品質(zhì)量。

德州儀器（TI） 高壓電源產(chǎn)品副總裁兼總經(jīng)理 Steve Lambouses

2   TI GaN應(yīng)用示例

汽車充電：用于電動(dòng)汽車時(shí)，尤其是車載充電器（OBC）和高壓DC/DC轉(zhuǎn)換器中，GaN具有顯著優(yōu)勢(shì)。汽車中使用TI高效、完全集成的GaN解決方案，可實(shí)現(xiàn)將OBC和DC/DC組合在一個(gè)位置的更加小巧輕便的“一體式”架構(gòu)。這樣不僅延長(zhǎng)了電池續(xù)航時(shí)間，還提高了可靠性并降低了成本。

5G： GaN已在5G應(yīng)用中投入生產(chǎn)。在5G領(lǐng)域，設(shè)計(jì)人員需要將這些應(yīng)用的功率密度提高一倍（例如在1.5 kW空間中使用3 kW功率），或利用GaN的高工作效率來(lái)中和增加的成本并消除強(qiáng)制風(fēng)冷的維護(hù)。

消費(fèi)類電子產(chǎn)品： GaN正在縮小電視、手機(jī)適配器和筆記本電腦電源中電源的整體尺寸。在不遠(yuǎn)的未來(lái)，支持GaN的像幀電視的功率密度將會(huì)提高2-3倍，為我們帶來(lái)更出色的視覺(jué)效果。

3 TI GaN可靠性優(yōu)勢(shì)

工業(yè)和汽車市場(chǎng)對(duì)電子元件的可靠性要求極高。TI在設(shè)備和應(yīng)用可靠性方面進(jìn)行了大量投資——迄今為止，已測(cè)試了超過(guò)3000萬(wàn)小時(shí)的應(yīng)用可靠性數(shù)據(jù)。TI還是JC70的創(chuàng)始成員。JC70是GaN等寬帶隙器件的首個(gè)JEDEC規(guī)范。另外，從TI的GaN工藝和可靠性測(cè)試到驅(qū)動(dòng)器開(kāi)發(fā)和封裝技術(shù)，我們還致力于提供100％內(nèi)部開(kāi)發(fā)的GaN。這些標(biāo)準(zhǔn)旨在確保器件具有高質(zhì)量和高性能，同時(shí)保持最低成本。

（本文來(lái)源于《電子產(chǎn)品世界》雜志2020年9月期）