面向新基建的GaN技術(shù)

新基建涵蓋了廣泛的領(lǐng)域，并對半導體電源設計提出了各種挑戰(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。第二個挑戰(zhàn)是如何幫助設計師在這些競爭激烈的市場中脫穎而出。為應對這些挑戰(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信息。

1   TI GaN概述：

TI的集成GaN FET可用于工業(yè)和汽車市場的各類應用。TI GaN在一個封裝中集成高速柵極驅(qū)動器和保護功能，可提供優(yōu)異的開關(guān)速度和低損耗。

如今，我們的GaN應用于交流/直流電源和電機驅(qū)動器、電網(wǎng)基礎設施和汽車充電等多種應用。在所有這些應用中，TI GaN能夠?qū)崿F(xiàn)99％的效率，高達300％的功率密度，且在大多數(shù)情況下消除了強制風冷。

我們內(nèi)部的硅襯底GaN工藝利用了現(xiàn)有的TI工藝技術(shù)節(jié)點——提供多種供應鏈和成本優(yōu)勢。與其他基于諸如SiC或藍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)部制造設施進行制造、組裝和測試，充分利用了內(nèi)部產(chǎn)能并實現(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應用示例

汽車充電：用于電動汽車時，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。汽車中使用TI高效、完全集成的GaN解決方案，可實現(xiàn)將OBC和DC/DC組合在一個位置的更加小巧輕便的“一體式”架構(gòu)。這樣不僅延長了電池續(xù)航時間，還提高了可靠性并降低了成本。

5G： GaN已在5G應用中投入生產(chǎn)。在5G領(lǐng)域，設計人員需要將這些應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的高工作效率來中和增加的成本并消除強制風冷的維護。

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

3 TI GaN可靠性優(yōu)勢

工業(yè)和汽車市場對電子元件的可靠性要求極高。TI在設備和應用可靠性方面進行了大量投資——迄今為止，已測試了超過3000萬小時的應用可靠性數(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JEDEC規(guī)范。另外，從TI的GaN工藝和可靠性測試到驅(qū)動器開發(fā)和封裝技術(shù)，我們還致力于提供100％內(nèi)部開發(fā)的GaN。這些標準旨在確保器件具有高質(zhì)量和高性能，同時保持最低成本。

（本文來源于《電子產(chǎn)品世界》雜志2020年9月期）