如我們所知,目前增長(zhǎng)最快的碳化硅產(chǎn)品是二極管和 MOSFET。主要碳化硅生產(chǎn)商最近發(fā)布的新聞稿強(qiáng)調(diào)了一些為電動(dòng)汽車提供模塊的長(zhǎng)期合同。
在多個(gè)能源行業(yè)中,碳化硅 (SiC) 行業(yè)正在擴(kuò)展以提供高效,而碳化硅 (SiC) 正在多個(gè)能源行業(yè)擴(kuò)展以提供極其高效和緊湊的解決方案。由于碳化硅在電動(dòng)汽車和新能源等領(lǐng)域的重要性,許多公司正在評(píng)估和投資晶圓技術(shù)。在華威大學(xué) SiC 功率器件教授兼 PGC 咨詢公司創(chuàng)始人 Peter Gammon 的訪談中,我們將探討 SiC 的成本和技術(shù)。
今天,由于該領(lǐng)域眾多公司的研究,功率器件已達(dá)到極高的效率水平。優(yōu)異的成績(jī)是由于不同電子和物理部門的協(xié)同作用,它們結(jié)合在一起,可以達(dá)到最高水平。讓我們看看功率器件的封裝和集成如何實(shí)現(xiàn)非常高的效率,尤其是在高開關(guān)速度下,從而積極利用所有可用功率。
從智能設(shè)備充電器等低功率、低成本應(yīng)用一直到高功率汽車應(yīng)用,氮化鎵 FET 正成為許多產(chǎn)品的廣泛首選。大多數(shù)情況下,設(shè)計(jì)人員對(duì) GaN 提供的更高的效率和功率密度印象深刻,這導(dǎo)致器件具有比硅同類產(chǎn)品更大的功率能力。然而,高端音頻放大器現(xiàn)在也越來越多地轉(zhuǎn)向 GaN 技術(shù),因?yàn)?GaN FET 的平滑開關(guān)特性導(dǎo)致注入放大器的可聽噪聲更少。
這是全國(guó)首個(gè)企業(yè)級(jí)第三代半導(dǎo)體功率器件測(cè)試服務(wù)實(shí)驗(yàn)室!
氮化鎵是一種具有較大帶隙的下一代半導(dǎo)體技術(shù),已成為精密電力電子學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵。它比硅快20×,可以提供高達(dá)3×的功率或充電,其尺寸和重量是硅器件的一半。
在電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用中,功率器件需要承受過載或故障條件,這些條件會(huì)造成器件處于高電壓和高電流導(dǎo)通狀態(tài)且器件處于飽和狀態(tài)。高溫會(huì)導(dǎo)致災(zāi)難性的破壞。功率器件及其柵極驅(qū)動(dòng)器需要協(xié)同工作才能關(guān)閉器件,之前將 1us 視為正常響應(yīng)時(shí)間。幾項(xiàng)關(guān)于 GaN HEMT 的研究報(bào)告了更短的 SCWT 時(shí)間,這被認(rèn)為是來自高電流密度,尤其是在低 Rdson 器件中。隨著 Vds 升高,SCWT 急劇下降,許多研究表明 Vds ≥ 400V 時(shí)小于 500ns。
以高性能GaN器件應(yīng)對(duì)能源管理挑戰(zhàn)!
GaN HEMT 器件處于創(chuàng)造新機(jī)會(huì)以及在廣泛的功率轉(zhuǎn)換和功率傳輸應(yīng)用中取代現(xiàn)有的硅基設(shè)計(jì)的最前沿。在本文中,我們將回顧一些更廣泛使用的 HEMT 的一些關(guān)鍵器件特性,并嘗試強(qiáng)調(diào)每個(gè)方面的一些權(quán)衡。
我的最后一個(gè)問題是關(guān)于展望未來:您如何看待未來幾年的 GaN?與 GaN 競(jìng)爭(zhēng)的其他寬帶隙材料有哪些?所以,我提到了一些關(guān)于碳化硅的事情。因此,這些天來,我們也在談?wù)撾妱?dòng)汽車。那么,與其他解決方案相比,GaN 在哪些方面可以提供良好的價(jià)值?我們期望在哪里看到下一波增長(zhǎng)?
現(xiàn)在討論的一個(gè)主題是器件的熱管理方面,而寬帶隙半導(dǎo)體、氮化鎵,但不僅是碳化硅解決方案,承諾更高的工作溫度和更高的效率。如您所知,在將這些設(shè)備設(shè)計(jì)到系統(tǒng)中時(shí),設(shè)計(jì)人員還需要考慮熱管理問題。那么,您的技術(shù)戰(zhàn)略是什么,您如何看待隨著功率密度的增加而對(duì)工藝和封裝技術(shù)的未來發(fā)展產(chǎn)生影響的熱管理需求?
最新的GaN技術(shù)是把邏輯集成到 E-Mode GaN HEMT 中,因此,它可以以最少的工作量與驅(qū)動(dòng)程序和控制器連接,并且還可以節(jié)省成本,因此不需要額外的組件。因此,我們的解決方案可以像 MOSFET 一樣被驅(qū)動(dòng)。為什么E-Mode GaN HEMT選擇集成邏輯而不是 GaN 驅(qū)動(dòng)器的原因是什么嗎?
目前有幾個(gè) GaN 器件概念。那么,大家能告訴我從設(shè)計(jì)的角度來看,哪些是主要的,哪些是我們的發(fā)展方向?,關(guān)于GaN的十件事,有沒有你更關(guān)注的點(diǎn)?
德州儀器 (TI) 擴(kuò)展了其高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器系列,新增了八個(gè)逐次逼近寄存器 (SAR) 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 系列,可在工業(yè)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)采集。針對(duì)工業(yè)系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)控制挑戰(zhàn),ADC3660 SAR ADC 具有 14 位、16 位和 18 位分辨率,采樣速度范圍為 10 到 125 MSPS,聲稱可將功耗降低 65%,將延遲降低 80%。競(jìng)爭(zhēng)設(shè)備。
5G 應(yīng)用,從手機(jī)和基礎(chǔ)設(shè)施到互聯(lián)汽車和工業(yè),都需要電容器技術(shù)的新進(jìn)步。 雖然 5G 手機(jī)市場(chǎng)對(duì)陶瓷電容器的需求量將增長(zhǎng),但為利用 5G 功能而出現(xiàn)的各種嵌入式工業(yè)和汽車應(yīng)用將推動(dòng)特種組件類型的技術(shù)進(jìn)步。
這有點(diǎn)像灰姑娘或丑小鴨的童話故事:多年來,各種類型、大小和速度的處理器都是一般媒體關(guān)注的迷人主題以及主要的研發(fā)投資。與此同時(shí),功率器件——主要是基于硅的 MOSFET 和 IGBT——顯然被低估了,并且作為本應(yīng)乏味的功率利基市場(chǎng)的一部分在背景中萎靡不振。
在半導(dǎo)體外延材料制造過程中,會(huì)產(chǎn)生位錯(cuò),即材料中的缺陷。半導(dǎo)體中的缺陷越多,可以在晶片上生產(chǎn)的可用器件就越少,這會(huì)增加成本。此外,不良的材料界面會(huì)導(dǎo)致更高的器件通道電阻,從而導(dǎo)致更多的能量在運(yùn)行過程中被浪費(fèi),從而降低芯片的能效。
GaN 半導(dǎo)體是未來節(jié)能電動(dòng)汽車和 5G 網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵組成部分。總部位于瑞典隆德的初創(chuàng)公司 Hexagem 正在瑞典研究機(jī)構(gòu)RISE 測(cè)試平臺(tái) ProNano開發(fā)一種解決方案,旨在為更大的電氣化和可持續(xù)的未來做出貢獻(xiàn)。
最近,我會(huì)見了 Transphorm 總裁兼聯(lián)合創(chuàng)始人 Primit Parikh。Parikh 強(qiáng)調(diào),他們的 GaN on Silicon 解決方案是業(yè)內(nèi)唯一通過 JEDEC 認(rèn)證的產(chǎn)品。
電動(dòng)和混合動(dòng)力汽車的設(shè)計(jì)人員致力于提高能量轉(zhuǎn)換效率,這些設(shè)備具有緊湊的封裝和高熱可靠性電力電子模塊的組裝,并降低了開關(guān)損耗。