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。在前不久举办的EEVIA第五届ICT技术趋势论坛上,这个主题受到国内媒体的集体“围观”。富士通电子元器件高级市场经理蔡振宇(Eric)的“氮化镓产品主要的应用场景和未来的趋势”主题分享,将富士通电子旗下代理产品线Transphorm公司独特GaN技术和产品方案第一次带到中国媒体面前,采用创新的Cascode结构的HEMT高压产品让Transphorm在氮化镓功率表技术领域剑走偏锋,成为该阵营的领头羊。
富士通电子元器件高级市场经理蔡振宇(Eric)主题演讲中
高压GaN技术的领头羊是如何炼成的?
最近一年多以来,一个中国工程师和媒体社群极少听到的品牌——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Eric介绍,基于知名投资公司的资金支持(其中包括富士通、谷歌风投、索罗斯基金管理公司以及量子战略合作伙伴资助等),Transphorm成为了一家快速成长的公司,尤其是在高压GaN解决方案方面是国际公认的领导者,Transphorm致力实现高效且紧凑的电源转换。
“事实上,Transphorm已经是GaN技术的行业‘老兵’。”Eric指出,“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。”据悉,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。“这种垂直专业技术保证了能够以最快的速度响应客户的需求,并且确保了重要的知识产权地位,同时还提供符合客户的要求专用电源解决方案。”Eric表示。
Transphorm公司的GaN专业知识和垂直整合使其能够快速开发出高性能、可靠并且强劲的产品。Transphorm是重要战略性知识产权的初创者,拥有超过400项国际专利,包括收购富士通的功率GaN设计、开发和知识产权资产。Transphorm的专利实现了成功将GaN商业化的方方面面,包括材料生长、器件结构、器件制造方法、电路的应用、架构和封装等。
结构创新,HEMT改善的不仅仅是效率
据Eric介绍,Transphorm HEMT 氮化镓产品的独特性源于其独特的产品内部结构。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。
HEMT器件独特的Cascode结构剖析
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。”Eric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。”
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