女人自慰AV免费观看内涵网,日韩国产剧情在线观看网址,神马电影网特片网,最新一级电影欧美,在线观看亚洲欧美日韩,黄色视频在线播放免费观看,ABO涨奶期羡澄,第一导航fulione,美女主播操b

0
  • 聊天消息
  • 系統(tǒng)消息
  • 評論與回復(fù)
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學(xué)習(xí)在線課程
  • 觀看技術(shù)視頻
  • 寫文章/發(fā)帖/加入社區(qū)
會員中心
創(chuàng)作中心

完善資料讓更多小伙伴認(rèn)識你,還能領(lǐng)取20積分哦,立即完善>

3天內(nèi)不再提示

基于GaN晶體管的500W電機驅(qū)動方案 GaN和汽車究竟是什么關(guān)系

電子設(shè)計 ? 來源:與非網(wǎng) ? 作者:文立 ? 2021-05-21 06:33 ? 次閱讀

在 PCIM Europe 2020、SEMICON China 2020 等一些與功率半導(dǎo)體相關(guān)的國際會議上,以 GaN(氮化鎵)和 SiC(碳化硅)為代表的寬帶隙(WBG)半導(dǎo)體繼續(xù)占據(jù)著演講臺的“C 位”,尤其是 GaN 在未來汽車中的角色更是令人興奮,為未來很長一段時間的行業(yè)發(fā)展帶來了機遇。今天就談?wù)?GaN 和汽車究竟是什么關(guān)系,當(dāng)然也少不了提及其同門兄弟 SiC。

氮化鎵欲復(fù)制功率 MOSFET 的成功

歷史總是驚人地相似。EPC 公司 CEO 兼共同創(chuàng)始人 Alex Lidow 博士講了一個故事:“44 年前,當(dāng)我第一次開發(fā)功率器件時,‘獸中之王’是硅功率雙極晶體管。”1978 年,他的國際整流器公司(IR)推出了功率 MOSFET,作為一種更快速度的替代品,它取代了較慢和老化的雙極器件。功率 MOSFET 的早期采用者是兩極不夠快的應(yīng)用。其采用的標(biāo)志性例子是臺式計算機開關(guān)電源,先是蘋果,然后是 IBM。
他說,直到 20 世紀(jì) 80 年代中期,功率 MOSFET 的量產(chǎn)才使功率 MOSFET 的成本與雙極晶體管相當(dāng)。那時,IR 發(fā)起了替代雙極晶體管的進攻,目標(biāo)是占據(jù)雙極晶體管市場最大份額的摩托羅拉。作為回應(yīng),摩托羅拉強調(diào),MOSFET 存在可靠性、高價格和不可靠的供應(yīng)鏈等問題。

盡管如此,功率 MOSFET 仍然在雙極晶體管之前占主導(dǎo)地位的應(yīng)用中獲得了認(rèn)可。摩托羅拉認(rèn)識到這項新技術(shù)的優(yōu)勢,也推出了功率 MOSFET,并承諾兩項技術(shù)“我們都做,所以從我們這里購買最好”。問題是,它沒有做出最好的功率 MOSFET,最終輸?shù)袅税雽?dǎo)體材料之爭。

具有諷刺意味的是,如今功率 MOSFET 是“獸中之王”,而硅基氮化鎵(GaN-on-Si)功率器件則是挑戰(zhàn)者。GaN 晶體管開關(guān)比 MOSFET 快 10 倍,比 IGBT 快 100 倍。GaN 是不是會復(fù)制功率 MOSFET 的成功歷史呢?

堂前燕飛入百姓家

在 CES 2020 通過手機充電器引爆主流消費市場之前,GaN 功率市場的驅(qū)動力主要是那些成本不敏感的高端和高性能應(yīng)用,如航空航天、軍事領(lǐng)域等。這些應(yīng)用需要的就是高性能、高頻開關(guān)、低導(dǎo)通電阻和較小封裝尺寸的芯片或模塊。

GaN 功率器件的開始了舊時王謝堂前燕飛入尋常百姓家的變化,更是出現(xiàn)了新產(chǎn)品目不暇接的局面,GaN 終于迎來了自己的顛覆時刻。

o4YBAF-clGGAfHWPAASXrtJtaO8651.png

GaN 功率器件正向大功率進發(fā)

我們看到,基于 GaN 的解決方案具備更高效率、可靠性和功率密度,因此可以提升各種功率系統(tǒng)的性能,其功率密度是硅 MOSFET 所無法實現(xiàn)的。2020 年,GaN(還有 SiC)在成本方面已達到廣泛采用的程度,盡管其總的市場份額仍然很低。隨著成本下降,預(yù)計到 2025 年這些器件的年復(fù)合增長率將接近 30%。

GaN 可能無處不在

為了使產(chǎn)品在競爭中脫穎而出,或?qū)崿F(xiàn)無法達到成本和性能目標(biāo)的一些產(chǎn)品,GaN 已進入電子行業(yè)的視野,其性能、可靠性和解決方案引起了業(yè)界廣泛關(guān)注。在這方面,GaN Systems 銷售和營銷副總裁 Larry Spaziani 有話要說。

他指出,寬帶隙市場的推動力在于,其材料具有比硅相寬很多的帶隙,可以在高電壓、高溫度和高頻率下工作,滿足不斷增長的提高能源效率和延長電池壽命的需求。“GaN 會走向何方呢?它幾乎無處不在。這一預(yù)測可以從各細分市場的亮點和進展中看出。”Larry Spaziani 說。

先來看 AC/DC,2019 年末,GaN 已出現(xiàn)在適配器中,2020 年開始大規(guī)模量產(chǎn)。功率密度要達到 100W/in3,效率達到 99%,就必須使用寬帶隙。先是 SiC 二極管進入市場,而現(xiàn)在 GaN 開始在服務(wù)器開關(guān)電源領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。服務(wù)器電源正在向 48V 和 100V 的 GaN 和低壓硅結(jié)合的方向發(fā)展,這一趨勢已經(jīng)顯現(xiàn)。到 2024 年,幾乎每臺服務(wù)器的 AC/DC 側(cè)都將由寬帶隙控制,在 48V AC/DC 側(cè)將有顯著的 GaN 含量。

電機是全球耗電大戶,盡管電壓很高,硅仍然是主流。不過,GaN 和 SiC 都在向高效率變頻驅(qū)動的電機驅(qū)動系統(tǒng)進軍。但這個市場非常保守,適應(yīng)新技術(shù)的速度很慢,到 2025 年將有 10%到 15%的替代率。

Larry Spaziani 認(rèn)為,在成本高度敏感、產(chǎn)品種類繁多的消費市場,高端產(chǎn)品已開始轉(zhuǎn)向 GaN,到 2025 年中后期將達 50%。例如,電視機中的高頻 AC/DC 電源可以做成超薄型。目前,大部分高端音響系統(tǒng)也改用了 GaN。在家用電器方面,全球?qū)π实囊笮枰叨藟嚎s機和功率因數(shù)校正(PFC)電路采用 GaN 和 SiC。

太陽能和儲能行業(yè)對成本同樣敏感,接受新技術(shù)時非常謹(jǐn)慎。但在過去 5 年,寬帶隙產(chǎn)品已經(jīng)慢慢地滲透到這個市場。雖然 GaN 比 SiC 好,但 GaN 沒有太陽能逆變器所需的高電壓。

高可靠性 / 軍事部分更需要高性能、小尺寸和低重量,對成本不敏感,這是 GaN 和 SiC 最快的采用者之一。正是這個市場證明了寬帶隙優(yōu)于其他產(chǎn)品的可靠性。

未來,汽車將是寬帶隙產(chǎn)品的最大市場,由于更高的性能和更高的可靠性,GaN 將在 2020 年和 2021 年迎來大規(guī)模采用,重點是電動汽車的車載充電器(OBC)、AC/DC 功率轉(zhuǎn)換和牽引逆變器。

全 GaN 汽車的證明

在 PCIM Europe 2020 上,GaN Systems 首席執(zhí)行官 Jim Witham 介紹了一款 All-GaN(全氮化鎵)汽車。他說:“GaN 技術(shù)正在改變整個行業(yè)的游戲規(guī)則。最新的 GaN 解決方案、設(shè)計工具和產(chǎn)品已在消費類、工業(yè)、汽車和數(shù)據(jù)中心等行業(yè)贏得了客戶的廣泛青睞。”

全 GaN 汽車是此前名古屋大學(xué)利用 GaN Systems 的技術(shù)開發(fā)的。它采用可再生能源的太陽能蓄電池,證明了 GaN 在汽車功率轉(zhuǎn)換方面的可行性,當(dāng)然也適合所有需要更高電壓、頻率、溫度和效率的應(yīng)用。

太陽能全氮化鎵汽車

Jim Witham 認(rèn)為,從 2020 開始,電動汽車行業(yè)已建立了積極的性能目標(biāo),從業(yè)者通過分析每個關(guān)鍵電子系統(tǒng)所需的性價比,得出了針對消費者、汽車制造商和 Tier 1 的以下未來目標(biāo)。

車載充電器成本將從 50 美元 / 千瓦降至 35,降低 30%;比功率(千瓦 / 公斤)將從 3 增加到 4,重量下降 30%;功率密度(千瓦 / 升)將從 3.5 增加到 4.6,體積下降 33%;效率將從 97%增加到 98%,損耗下降 33%。

pIYBAF-clG6AcLPpAAMFgmIX6jc621.png

硅與氮化鎵車載充電器的比較

DC-DC 轉(zhuǎn)換器成本將從 50 美元 / 千瓦降至 30,成本降低 40%;比功率(千瓦 / 公斤)將從 1.2 增加到 4,重量下降 70%;功率密度(千瓦 / 升)將從 3.0 增加到 4.6,體積下降 50%;效率從大于 94%增加到 98%,損耗下降 60%。牽引逆變器成本將從 8 美元 / 千瓦降至 6,成本降低 25%;功率密度(千瓦 / 升)將從 4.0 增加到 33,體積下降 88%。

o4YBAF-clHKAUlz_AAJtZhXF5Eo575.png

水冷走向風(fēng)冷的 DC-DC 及 GaN 逆變器

可以發(fā)現(xiàn),這里給出的汽車用 GaN 的用途與下面 EPC(宜普電源轉(zhuǎn)換公司)CEO 兼共同創(chuàng)辦人 Alex Lidow 博士介紹的幾種 GaN 應(yīng)用還是有區(qū)別的。

氮化鎵汽車應(yīng)用

Jim Witham 表示,GaN 除了能實現(xiàn) 4 通道、納秒脈沖高分辨率的遠距離激光雷達,實現(xiàn) 480W 遠距離光功率,使性能提高 10 倍之外,還可利用其高頻無線充電的優(yōu)勢,實現(xiàn)座艙內(nèi)無線充電,即高功率、快速對多部手機同時充電,手機可隨意放置,且不受異物干擾。

座艙內(nèi)氮化鎵高頻無線充電

汽車應(yīng)用繁多,值得大 GaN 一場

彭博新能源財經(jīng)數(shù)據(jù)顯示,2018 年電動汽車年用電量為 60 太瓦時(TWh),到 2040 年,如果電動汽車使用量增加 7%,用電量將達到 2333 太瓦時。只有采用寬帶隙半導(dǎo)體才能推進節(jié)能減排。

pIYBAF-clIGAWMa6AAPbZHZJLDA129.png

電動汽車年用電量走勢

氮化鎵技術(shù)為什么能夠推動車載系統(tǒng)的發(fā)展呢?Alex Lidow 博士介紹了四個方面的應(yīng)用:車載信息娛樂系統(tǒng) DC-DC 轉(zhuǎn)換器、無刷直流(BLDC)汽車電機、自主導(dǎo)航光檢測和測距(激光雷達)及 48V 輕混動力(MHEV)汽車。

他介紹說,到 2022 年,全球車載信息娛樂系統(tǒng)出貨量將達 1.83 億臺。其中的觸摸屏、藍牙通信、數(shù)字和高清電視、衛(wèi)星廣播、GPS 導(dǎo)航、高級駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS)、D 類音頻放大器、內(nèi)部控制臺和座艙照明,甚至游戲應(yīng)用都增加了功率系統(tǒng)的要求,而儀表板實現(xiàn)這些電源的空間卻非常有限,散熱也是一個嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

他認(rèn)為,在降壓轉(zhuǎn)換器的硬開關(guān)應(yīng)用中,eGaN FET 具有非常低的 QGD 和整體開關(guān)損耗,可大大提升效率,更容易解決散熱問題。eGaN 器件非常適合上述車載應(yīng)用的 DC-DC 轉(zhuǎn)換器,12V 至 24V 的輸入電壓、小尺寸可以實現(xiàn)負(fù)載點 2MHz 頻率的開關(guān),而不會干擾 AM 頻段。

o4YBAF-clIWAW-Q5AAJGWvVSDao622.png

車載 2MHz 開關(guān)電源

在 12V/3.3V 轉(zhuǎn)換器中使用 eGaN FET 代替硅 MOSFET 器件,效率可提高近 5%、功耗低 2W,或功耗降低約 50%。另外,eGaN FET 解決方案還可以使工作溫度降低 10℃。

再來看無刷直流電機驅(qū)動器。目前平均每輛車有 10 個電機,運行的功能包括門鎖、行李箱鎖、天窗、氣泵、通風(fēng)系統(tǒng)、電池管理、加熱控制、電動轉(zhuǎn)向等。

汽車中的電機分布

BLDC 更耐用,維護簡單,更小型化和節(jié)能,響應(yīng)速度更快,重量也更輕。此外,它也不容易出現(xiàn)有刷電機常見的各種故障,保修成本更低。隨著汽車轉(zhuǎn)向 48V 母線架構(gòu),采用 30W 至 1kW 功率級的 BLDC 比有刷或交流感應(yīng)電機更具優(yōu)勢。基于 GaN 器件的 48V 車用電機驅(qū)動還可以在高于可聽頻譜頻率下高效工作,具有更強有力的轉(zhuǎn)矩和更高的效率,有助于更長的電池續(xù)航時間。

o4YBAF-clI6Aehy6AAN0tj0HYlg856.png

基于 GaN 晶體管的 500W 電機驅(qū)動方案

前不久,EPC 推出了包含驅(qū)動器、電平、同步自舉電路和輸入邏輯的 EPC2152 ePower? Stage 80VIN 單片半橋集成電路,適用于低于 500W 的 BLDC 電機。它在單芯片上集成了多種功能,只需 3 個芯片、數(shù)字控制器、電感元件和濾波元件,即可搭建完整的 BLDC 驅(qū)動器。

既然說到了 48V,就不能不提 48V 輕混動力汽車的趨勢。預(yù)測計到 2025 年,全球銷售的每 10 輛汽車中將有一輛是 48V 車。48V 系統(tǒng)有助于提高燃油效率,在使用相同大小發(fā)動機的條件下實現(xiàn)多四倍的功率,還可在不增加系統(tǒng)成本的情況下實現(xiàn)二氧化碳減排。這些系統(tǒng)需要 1 千瓦至 3.5 千瓦的 48V/12V 雙向轉(zhuǎn)換器,其設(shè)計要求是尺寸、可靠性和成本。

基于 GaN 技術(shù)的 48V 車用母線系統(tǒng)恰恰可以提高效率,降低尺寸和系統(tǒng)成本。例如,在 3 千瓦多相降壓轉(zhuǎn)換器中,由于 GaN 器件具備快速開關(guān)特性,其方案可以在每相 250kHz 下高效運行,傳統(tǒng) MOSFET 方案的工作頻率很低。每相僅 125kHz。工作頻率提升就可以使用更小的電感(4.7μH 降至 2.2μH)和較小的電感 DC 阻抗(從 1.7mΩ降至 0.7mΩ),所以基于 GaN 器件的方案的功耗和尺寸都更小。

o4YBAF-clJWAav5NAAR0IWwGxto672.png

GaN 器件可以縮小轉(zhuǎn)換器尺寸

eGaN FET 方案除了減少一相和雙倍開關(guān)頻率的優(yōu)勢,效率也比五相的 MOSFET 方案更高。滿載時,其效率高 0.7%。10%負(fù)載時,其效率高 5%。這代表滿載功耗降低了約 21W。與基于 MOSFET 的等效系統(tǒng)相比,減少的相數(shù)可以降低系統(tǒng)成本達 20%。

Alex Lidow 博士最后介紹了汽車激光雷達。在 ADAS 中使用激光雷達比雷達更好,GaN FET 的一些關(guān)鍵參數(shù)正好可以發(fā)揮激光雷達傳感器的優(yōu)勢,這是硅器件所無法實現(xiàn)的。GaN 器件可在很高的峰值電流工作,增加距離幀測能力。超低的柵極電荷、柵極阻抗和電感都有助于提高激光雷達系統(tǒng)的圖像分辨率和幀速。GaN 器件采用芯片級封裝,設(shè)計人員可以將 GaN 驅(qū)動電路放在靠近激光的位置,實現(xiàn)快速轉(zhuǎn)換,提高幀速和分辨率。

pIYBAF-clJuAV1-FAASYzf8f6Ls688.png

GaN 方案與硅方案的激光雷達效果

另外,在遠程檢測的直接飛行時間(dToF 激光雷達)系統(tǒng)中,利用 GaN 提供的大電流和短脈寬,可實現(xiàn) 300 米可見度和厘米級分辨率。而在近距離、高精度激光雷達應(yīng)用中,GaN 同樣有助于間接飛行時間(iToF)激光雷達每次捕獲百萬像素。

德州儀器(TI)高壓電源應(yīng)用產(chǎn)品業(yè)務(wù)部氮化鎵功率器件產(chǎn)品線經(jīng)理 Steve Tom 在展示氮化鎵產(chǎn)品時也說:“GaN 實現(xiàn)更高效和性能卓越的電源,其中的原因是多方面的,快速爬升時間、低導(dǎo)通電阻、低柵電容和輸出電容,都降低了開關(guān)損耗,并支持以多種頻率工作,速度通常比當(dāng)今硅基解決方案快一個數(shù)量級。”更低的損耗等同于更高效的電源分布,減少了發(fā)熱并精簡了實用冷卻方案。

TI 為雷達、汽車、不間斷電源、電機控制、電流測量和其他領(lǐng)域的應(yīng)用提供了 GaN 參考設(shè)計,可靠的現(xiàn)成電路可以幫助客戶設(shè)計出盡可能高效的 GaN 電源系統(tǒng)。

GaN 之于汽車,封裝結(jié)構(gòu)更重要

眾所周知,傳統(tǒng)芯片封裝的內(nèi)部都有金線或銅線連接內(nèi)部單元和芯片封裝的引腳,即焊線。這是芯片制造中非常成熟的工藝。

芯片內(nèi)部的焊線工藝

功率器件大多采用傳統(tǒng) TO-220、TO-247 和 D2PAK-7 封裝,以處理大多數(shù)高功率應(yīng)用的電壓、電流和散熱問題。這些器件很容易貼合散熱器,確保出色的散熱效果。但其長引腳會產(chǎn)生寄生電感,成為高頻開關(guān)的限制因素。因此,現(xiàn)在 GaN 器件通常采用 LGA 或 QFN 封裝及專有的 GaNPX?嵌入式封裝,但也都離不開內(nèi)部焊線。

常見的傳統(tǒng)封裝形式

隨著汽車電氣化、數(shù)據(jù)中心和 5G 通信高效電源的應(yīng)用,市場正進入快速開關(guān)、高壓大功率寬帶隙半導(dǎo)體器件的新時代,650V 及以上電壓的新標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)運而生。雖然半導(dǎo)體技術(shù)在不斷發(fā)展,但這些器件的功率封裝仍在延用傳統(tǒng)形式,使器件的功效大打折扣。

一直為 MOSFET 和 GaN 產(chǎn)品構(gòu)思和開發(fā)各種封裝設(shè)計的 Nexperia(安世半導(dǎo)體)封裝工程師 Ding Yandoc 表示,很長時間,高壓應(yīng)用迫使設(shè)計師不得不使用 TO-220、TO-247 及 D2PAK-7 等傳統(tǒng)功率封裝形式。但隨著開關(guān)頻率不斷提高,特別是引入了 GaN 之后,這些傳統(tǒng)封裝的限制便顯現(xiàn)出來。

Ding Yandoc 承認(rèn),高壓功率 FET 也有 D2PAK-7 表面貼裝方案,就像 TO-220 一樣,已成為行業(yè)認(rèn)可的主流封裝。即使這類封裝沒有長引腳帶來的寄生電感問題,但其芯片內(nèi)確實有焊線。隨著電路板空間和元件高度的不斷減小,需要考慮利用電路板散熱,因此這類封裝也遇到了一些問題。

他認(rèn)為,封裝的創(chuàng)新必須跟上半導(dǎo)體技術(shù)的節(jié)湊,在一些應(yīng)用中,傳統(tǒng)封裝方案的能力綽綽有余,但為了充分發(fā)揮新型高壓寬帶隙半導(dǎo)體的優(yōu)勢,開發(fā)新的封裝方案刻不容緩。此前已在采用的銅夾片技術(shù)在優(yōu)化電氣和熱性能方面是很好的選擇,可以引入到 GaN 器件當(dāng)中,特別是采用 LFPAK 和 CFP 封裝的雙極性晶體管、MOSFET 和整流二極管

pIYBAF-clLOALR-MAAUxI1yAWVg032.png

用銅夾片代替內(nèi)部焊線的 LFPAK 封裝

pIYBAF-clLiAXYWUAAMbPDJ6WrU222.png

LFPAK 封裝的優(yōu)勢

除了電氣和熱性能優(yōu)勢,相比傳統(tǒng)通孔和 QFN 封裝,銅夾片技術(shù)還能實現(xiàn)電路板級的高可靠性和焊點的高級光學(xué)檢測(AOI)。為了適應(yīng)級聯(lián)結(jié)構(gòu) GaN FET,提供可擴展的引腳尺寸,新封裝還引入了幾種功能,如利用 Nexperia 第二代 H2 氮化鎵技術(shù),將高 HEMT 柵極放在芯片底部,改善了動態(tài) RDS(on),無需浮動襯底,能夠用同樣芯片尺寸實現(xiàn)更多芯片單元。此外,通過外部連接實現(xiàn)了基于級聯(lián)結(jié)構(gòu)器件在 HEMT 柵極和硅 FET 源極之間的連接,但需要更改電路板布局,為此,芯片內(nèi)部引入了多個支柱,既可保證一定的冗余設(shè)計,又提高了散熱性能。

o4YBAF-clLuAD_DPAAFmhtEmXm8563.png

內(nèi)部和外部柵 - 源連接都采用內(nèi)部連接方案

創(chuàng)新的 CCPAK 封裝將銅夾片封裝技術(shù)的所有優(yōu)點應(yīng)用在了 650V 及更高電壓的應(yīng)用。其顯著特點之一是 12mm×12mm 外形尺寸,比 D2PAK-7 減少了 10%,高度只有 2.5mm,幾乎是 D2PAK-7 的一半。這意味著,在相同的空間內(nèi)可以容納更大的芯片,客戶還可以用相同引腳尺寸實現(xiàn)更高電壓的產(chǎn)品組合。

新型 CCPAK1212 功率封裝

客戶可以既利用高壓功率晶體管銅夾片技術(shù)的好處,又能將底部散熱變?yōu)轫敳可釂幔靠梢浴CPAK1212i 可以翻轉(zhuǎn)封裝,為開關(guān)拓?fù)潆y以處理或需要處理環(huán)境溫度的客戶提供更好的芯片和電路板散熱能力。

o4YBAF-clMGAKC9TAADKJa1j-NQ389.png

封裝翻轉(zhuǎn)實現(xiàn)靈活的頂部散熱

汽車正成為氮化鎵大規(guī)模采用的主角

硅器件的可靠性已被 30 多年應(yīng)用所證明。寬帶隙半導(dǎo)體要由誰來證明呢?答案正是需要更高可靠性的電動汽車等新興市場。電力電子技術(shù)的發(fā)展一直以提高功率轉(zhuǎn)換效率為己任,寬帶隙材料最早從 SiC 二極管開始,而推動銷量增長的主要動力是電動汽車對長續(xù)航里程和較低電池成本的需求。既然 GaN 的可靠性毋庸置疑,那么,市場采用率和趨勢的驅(qū)動力還有哪些呢?

Larry Spaziani 認(rèn)為,可靠性之外還有成本和供應(yīng)能力。電力電子一直是受成本控制的市場,因此,當(dāng)寬帶隙產(chǎn)品以高價進入市場時,接受度自然很低。正是一些超前型應(yīng)用的采用化解了寬帶隙產(chǎn)品的尷尬。GaN 和 SiC 現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到第四代、第五代,有些地區(qū)的價格已經(jīng)與硅相差無幾,采用率正在逐步提升。

他相信,只有擁有合理的成本,并不斷制定持續(xù)降低成本的路線圖,同時還擁有一個成熟的完整供應(yīng)鏈,確保客戶在與硅產(chǎn)品相同的訂單上獲得穩(wěn)定供應(yīng)和可靠性,才會讓寬帶隙產(chǎn)品成為市場的真正贏家。

十年來,整個行業(yè)都存在高成本、有限的產(chǎn)量和受限的供應(yīng)鏈問題。“不管技術(shù)如何,所有客戶都很關(guān)心成本和供應(yīng)鏈。在這方面寬帶隙與硅很相似。不過,SiC 和 GaN 的發(fā)展也存在差異。”Larry Spaziani 說。

他解釋說,硅是在硅錠中生長的,然后被切成薄片,也就是晶圓;而碳化硅是塊狀生長的,在質(zhì)量和數(shù)量上都很難保證。所以,業(yè)界最擔(dān)心的是,一旦電動汽車市場啟動,碳化硅的大批量供貨可能出現(xiàn)問題。即使 Cree 等一些頭部企業(yè)加大了投資來擴大碳化硅產(chǎn)能,但供應(yīng)量仍然有限。相比之下,商用和車用氮化鎵是在普通硅片上開發(fā)的,大多采用標(biāo)準(zhǔn) CMOS 工藝。氮化鎵的產(chǎn)量只受限于外延反應(yīng)室,在 3 至 4 個季度的交貨期內(nèi),可以擴大到任何規(guī)模。因此,氮化鎵沒有任何供應(yīng)鏈?zhǔn)芟薜膿?dān)憂。

碳化硅和氮化鎵的供應(yīng)商都有自己的專有技術(shù),通常沒有多個貨源。因此,客戶正在系統(tǒng)級謀求各種貨源,如使用多家供應(yīng)商的器件來開發(fā)一個產(chǎn)品,使兩個供應(yīng)商的芯片都可以勝任應(yīng)用。一些供應(yīng)商也已經(jīng)簽訂了多源協(xié)議,以消除客戶的后顧之憂。

總結(jié)

正如 Steve Tom 所說,時下對電源效率的需求越來越緊迫,功率系統(tǒng)設(shè)計師不必再等待 GaN 革命的爆發(fā)。就在今天,GaN 的集成化解決方案,加上可以隨時利用的各種針對廣泛應(yīng)用的參考設(shè)計,既可以縮短開發(fā)時間,又可以簡化設(shè)計,讓世界變得更智能,更環(huán)保。

編輯:hfy

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
  • MOSFET
    +關(guān)注

    關(guān)注

    149

    文章

    8223

    瀏覽量

    218265
  • 氮化鎵
    +關(guān)注

    關(guān)注

    61

    文章

    1754

    瀏覽量

    117452
  • 碳化硅
    +關(guān)注

    關(guān)注

    25

    文章

    3004

    瀏覽量

    50032
  • 車載充電器
    +關(guān)注

    關(guān)注

    2

    文章

    255

    瀏覽量

    24495
收藏 人收藏

    評論

    相關(guān)推薦
    熱點推薦

    GaN晶體管與其驅(qū)動器的封裝集成實現(xiàn)高性能

    作者: 德州儀器設(shè)計工程師謝涌;設(shè)計與系統(tǒng)經(jīng)理Paul Brohlin導(dǎo)讀:將GaN FET與它們的驅(qū)動器集成在一起可以改進開關(guān)性能,并且能夠簡化基于GaN的功率級設(shè)計。氮化鎵 (GaN
    發(fā)表于 08-30 15:28

    FSMC和LCD的控制究竟是什么關(guān)系

    看了好幾遍視頻,也沒太搞明白FSMC和LCD的控制究竟是什么關(guān)系,沒有FSMC的話芯片能不能控制LCD,為什么要用FSMC啊?而且,在給的原理圖上,LCD的數(shù)據(jù)線既和IS62WV51216相連,又和芯片相連,這是為什么啊?如果沒有IS62WV51216的話芯片
    發(fā)表于 05-14 22:40

    直接驅(qū)動GaN晶體管的優(yōu)點

    受益于集成器件保護,直接驅(qū)動GaN器件可實現(xiàn)更高的開關(guān)電源效率和更佳的系統(tǒng)級可靠性。高電壓(600V)氮化鎵(GaN)高電子遷移率晶體管(HEMT)的開關(guān)特性可實現(xiàn)提高開關(guān)模式電源效率
    發(fā)表于 10-27 06:43

    什么是GaN透明晶體管

    v-1 s-1,是硅基晶體管的四分之一。低電子遷移率阻滯了透明晶體管的電流承載能力。目前,薄膜晶體管受限于低電流、低速率、且需高壓驅(qū)動。當(dāng)務(wù)之急是找出能生產(chǎn)透明高性能器件的替代材料。
    發(fā)表于 11-27 16:30

    CGHV96100F2氮化鎵(GaN)高電子遷移率晶體管

    `Cree的CGHV96100F2是氮化鎵(GaN)高電子遷移率晶體管(HEMT)在碳化硅(SiC)基板上。 該GaN內(nèi)部匹配(IM)FET與其他技術(shù)相比,具有出色的功率附加效率。 氮化鎵與硅或砷化
    發(fā)表于 12-03 11:49

    CGH40010F氮化鎵(GaN)高 電子遷移率晶體管

    `Cree的CGH40010是無與倫比的氮化鎵(GaN)高電子遷移率晶體管(HEMT)。 CGH40010,正在運行從28伏電壓軌供電,提供通用寬帶解決方案應(yīng)用于各種射頻和微波應(yīng)用。 GaN
    發(fā)表于 12-03 11:51

    電流旁路對GaN晶體管并聯(lián)配置的影響

    的電荷差使柵極電壓VG變?yōu)樨?fù)值,從而在硬開關(guān)應(yīng)用中關(guān)斷晶體管。    圖1:E模式GaN HEMT等效電路(左)和建議的驅(qū)動方案(右)。  當(dāng)并聯(lián)配置CoolGaN?
    發(fā)表于 01-19 16:48

    IGN0450M250高功率GaN-on-SiC RF功率晶體管

    基于SiC HEMT技術(shù)的GaN輸出功率> 250W預(yù)匹配的輸入阻抗極高的效率-高達80%在100ms,10%占空比脈沖條件下進行了100%RF測試IGN0450M250功率晶體管
    發(fā)表于 04-01 10:35

    用于大功率和頻率應(yīng)用的舍入 GaN晶體管

    和高頻場效應(yīng)晶體管(FET)。WBG 材料以其優(yōu)異的電學(xué)特性,如 GaN 和碳化硅(SiC) ,克服了硅基高頻電子器件的局限性。更重要的是,WBG 半導(dǎo)體可用于可擴展的汽車電氣系統(tǒng)和電動汽車
    發(fā)表于 06-15 11:43

    氮化鎵功率晶體管與Si SJMOS和SiC MOS晶體管對分分析哪個好?

    端上的每個開關(guān)實現(xiàn)表1中并聯(lián)的兩個晶體管器件。圖 5:采用 GaN 的 3KW 500kHz LLC 諧振轉(zhuǎn)換器的損耗和效率與 Si 和 SiC 的關(guān)系圖5顯示了所有
    發(fā)表于 02-27 09:37

    氮化鎵晶體管GaN的概述和優(yōu)勢

    X-GaN晶體管在Vds尖峰電壓額定值為750V(1微秒)時獲得認(rèn)證。垂直場依賴擊穿也在相同的1kV范圍內(nèi);  松下柵極驅(qū)動器IC  松下于2016年底為希望使用GiT快速部署解決方案
    發(fā)表于 02-27 15:53

    同步電機的轉(zhuǎn)數(shù)同步究竟是與什么同步啊?

    同步電機的轉(zhuǎn)數(shù)同步究竟是與什么同步啊? 所有的同步電機的轉(zhuǎn)數(shù)都一樣嗎?還是與電機的極對數(shù)有關(guān)系呢?
    發(fā)表于 12-19 06:44

    晶體管構(gòu)成的500W輸出功率放大器電路圖

    晶體管構(gòu)成的500W輸出功率放大器電路圖
    發(fā)表于 07-13 17:51 ?2052次閱讀
    <b class='flag-5'>晶體管</b>構(gòu)成的<b class='flag-5'>500W</b>輸出功率放大器電路圖

    電源設(shè)計中嘗試使用GaN晶體管

    GaN 晶體管是新電源應(yīng)用的理想選擇。它們具有小尺寸、非常高的運行速度并且非常高效。它們可用于輕松構(gòu)建任何電力項目。在本教程中,我們將使用 GaN Systems 的 GaN GS61
    的頭像 發(fā)表于 08-05 08:04 ?1670次閱讀
    電源設(shè)計中嘗試使用<b class='flag-5'>GaN</b><b class='flag-5'>晶體管</b>

    GaN晶體管的應(yīng)用場景有哪些

    GaN(氮化鎵)晶體管,特別是GaN HEMT(高電子遷移率晶體管),近年來在多個領(lǐng)域展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用場景。其出色的高頻性能、高功率密度、高溫穩(wěn)定性以及低導(dǎo)通電阻等特性,使得
    的頭像 發(fā)表于 08-15 11:27 ?1595次閱讀