650V GaN器件在高功率应用中对SiC构成挑战

瑞萨电子宣布推出其 Gen 4+ Super GaN 平台，该平台具有适用于高功率应用的 650 V、30 毫欧姆氮化镓器件。此次发布代表了该公司在收购 Transphorm 并与其控制器和驱动器 IC 产品线集成后对 GaN 技术的持续投资。

与之前的 35 毫欧姆器件相比，Gen 4+ 平台的 RDS（on） 和芯片尺寸减小了 14%，直接降低了成本。开关品质因数提高了 50%，而输出品质因数提高了 20% 以上。

在比较测试中，瑞萨电子在 4 kW 电源应用中的损耗比领先的碳化硅 MOSFET 和 JFET 低 10-30%。“在任何频率下，GaN 的损耗都低于碳化硅，”副总裁 Primit Parikh 解释道。“这个差距在更高的频率下会扩大，从 100 kHz 范围开始。”

当被问及与其他 GaN 供应商的竞争比较时，Parikh 指出了他们的 D 模式架构优势：“我们对 30 毫欧 GaN 所做的工作，它需要竞争对手的 22 至 25 毫欧 E 模式 GaN”才能实现同等性能。

传统的硅功率器件在功率转换应用中已达到物理极限。“这是功率的摩尔定律，功率密度随着时间的推移而增加，”Parikh 解释说。“GaN 在硅停滞不前的地方起飞。”

该平台面向基础设施、服务器和数据中心电源、UPS 系统、电池储能、电动汽车充电基础设施和太阳能逆变器。这些应用需要更高的效率和紧凑的外形尺寸，这是传统硅无法提供的。

瑞萨电子与加利福尼亚、日本和台湾的地理多元化制造保持垂直整合。“正如我们喜欢说的那样，在氮化镓中，该过程是产品的一部分，”Parikh 强调说。

该公司正在从 6 英寸扩展到 8 英寸晶圆，同时仔细评估未来的过渡。“当你从 8 英寸到 12 英寸时，你就会从多晶片反应器变成单晶片反应器。这种经济性并非微不足道，“Parikh 在问答中解释道。

关于 1200V GaN 开发，Parikh 证实“我们暂时暂停了 1200V 开发，因为我们专注于 650、700 伏和我们的生态系统产品”，同时与特定客户一起监控市场时机。

瑞萨电子通过暂时停止碳化硅开发来转移资源。“鉴于碳化硅的市场动态，瑞萨电子已暂时暂停碳化物，”Parikh 表示，并将投资转向 GaN 生态系统的扩展。

“瑞萨电子正在加倍投资 GaN...可能不会加倍，甚至不会三倍，“Parikh 指出，这反映了该公司对 25 瓦到数千瓦功率范围的承诺。

现场可靠性数据显示，包括服务器电源、工业 UPS 系统和太阳能微型逆变器在内的各种应用运行时间超过 3150 亿小时。然而，Parikh 承认，“截至今天，大部分 GaN 插入都在低功率充电器和适配器市场”，在早期增长阶段采用的功率更高。