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富士通蔡振宇解读GaN-HEMT 性能远好于硅基FET

导读: 2014年,富士通将GaN部门悉数打包转移给Transphorm公司,现在,富士通不但为Transphorm代工生产 GaN,还是其代理商。Transphorm公司是一家设计、生产氮化镓功率转换器和模块的企业,其产品应用于电源、功率适配器、马达驱动器、太阳能转换器以及电动车辆等领域。

  2014年,富士通将GaN部门悉数打包转移给Transphorm公司,现在,富士通不但为Transphorm代工生产 GaN,还是其代理商。Transphorm公司是一家设计、生产氮化镓功率转换器和模块的企业,其产品应用于电源、功率适配器、马达驱动器、太阳能转换器以及电动车辆等领域。

  HEMT和MOSFET的区别

解读GaN-HEMT 性能远好于硅基FET

  富士通电子元器件市场部高级经理蔡振宇介绍了功率器件的发展历程,从1970年第一个可控硅出现, 到双极晶体管,再到90年代推出的IGBT,现在硅基产品基本已经到了物理瓶颈,未来只有通过新材料才能 继续提高开关频率,包括GaN和SiC两种功率器件。

解读GaN-HEMT 性能远好于硅基FET

  通过一组数据可以看出,GaN和SiC开关频率更高,材质更适合高压应用。GaN的电子流动性比较高,开关性能好,而SiC的耐高压和耐高温性能更好。

  “HEMT的结构和普通CMOS不同,如图所示,电流是横向流动的,包括载流子的能力更高,运行速度和 开关频率更快。”蔡振宇称。

解读GaN-HEMT 性能远好于硅基FET

  目前HEMT结构是常关的,而Transphorm通过一个低压MOS管控制整个GaN的开关,即Cascode架构。

  如图所示,通过GaN-HEMT与CMOS的比较,各项数值显而易见都有了明显提升。

解读GaN-HEMT 性能远好于硅基FET

  近几年,Transphorm一直保持每年推出新品的步伐,蔡振宇表示,今年Transphorm将推出900V和1200V

  产品,未来也将会推出150V的低压产品。

  GaN的应用

  蔡振宇表示,太阳能逆变是GaN的重要市场之一,如图所示,采用GaN和SiC的产品对比,重量减少了 37.8%,而输出功率和售价几乎相同。

解读GaN-HEMT 性能远好于硅基FET

  此外包括服务器电源、电脑主板等都可以提升效率,更重要的是大大减少尺寸。

  “目前做GaN的公司不少,但通过可靠性实验的只有富士通一家,国内外几家电源大厂都已采用了GaN产品。”蔡振宇说:“未来随着产量不断增加,GaN价格会变得很接近于传统硅基产品,届时的市场将会发 展更快。”

 

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