GaN 提高了功率轉(zhuǎn)換級(jí)的效率，使其成為制造高效電壓轉(zhuǎn)換器中硅的可行替代品。與硅相比，GaN 具有許多優(yōu)勢(shì)，包括更高的能效、更小的尺寸、更輕的重量和更便宜的總成本。

在劍橋 GaN 器件業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)副總裁 Andrea Bricconi 的播客中，我們將分析這個(gè)寬帶隙生態(tài)系統(tǒng)的最新技術(shù)，這些技術(shù)將推動(dòng)下一步的改進(jìn)。

開(kāi)始

歡迎來(lái)到由 Maurizio Di Paolo Emilio 主持的播客節(jié)目 Powerup，它為 PowerElectronicsNews.com 和其他 AspenCore Media 出版物上的電力電子技術(shù)和產(chǎn)品的一些故事帶來(lái)了活力。

在這個(gè)節(jié)目中，您將聽(tīng)到工程師和高管討論電力電子和汽車、工業(yè)和消費(fèi)等市場(chǎng)的新聞、挑戰(zhàn)和機(jī)遇。這是您的主持人，Power Electronics News 和 EEWeb.com 的主編 Maurizio Di Paolo Emilio。

-28:51

毛里齊奧·迪保羅·埃米利奧

大家好，歡迎收看這一集的新節(jié)目。今天的主題是氮化鎵或氮化鎵，以及氮化鎵晶體管。氮化鎵是一種寬帶隙半導(dǎo)體，在幾種電力電子應(yīng)用中不斷發(fā)展。這是由于這種材料的特殊性能，在功率密度、耐高溫性和在高開(kāi)關(guān)頻率下的操作方面優(yōu)于硅。氮化鎵大大提高了功率轉(zhuǎn)換級(jí)的效率，在生產(chǎn)高效率電壓變換器時(shí)是硅的有價(jià)值的替代品。與硅相比，氮化鎵具有更高的能效、更小的尺寸、更低的重量和更低的總體成本。

氮化鎵半導(dǎo)體技術(shù)和應(yīng)用將成為今年3月20日至24日在德克薩斯州休斯頓舉行的應(yīng)用電力電子會(huì)議（APEC）的一個(gè)重要亮點(diǎn)。不僅是氮化鎵，還有碳化硅。在上一集中，我們與Peter Gammon討論了碳化硅技術(shù)。我將出席亞太經(jīng)合組織會(huì)議，期待在那里與大家見(jiàn)面。

在劍橋 GaN 器件業(yè)務(wù)發(fā)展副總裁 Andrea Bricconi 的播客中，我們將分析這個(gè)寬帶隙生態(tài)系統(tǒng)的最新技術(shù)，這些技術(shù)將推動(dòng)下一步的改進(jìn)。該公司正在利用其特性 ICeGaN 技術(shù)開(kāi)發(fā)一系列基于 GaN 的節(jié)能功率器件，以部署在消費(fèi)、開(kāi)關(guān)電源、照明、數(shù)據(jù)中心和汽車等關(guān)鍵市場(chǎng)領(lǐng)域。讓我們和安德里亞談?wù)劇?/p>

-26:57

毛里齊奧·迪保羅·埃米利奧

嗨，安德里亞！非常感謝您的光臨。你好嗎？

-26:53

安德里亞·布里科尼

謝謝你，毛里齊奧。很高興和你交談。我終于在陽(yáng)光明媚的慕尼黑過(guò)得很好。

–26:49

毛里齊奧·迪保羅·埃米利奧

好的。所以，今天，Power Up 新一期的主題是 GaN、氮化鎵和 GaN 技術(shù)。但在開(kāi)始之前，在詳細(xì)介紹之前，請(qǐng)告訴我們更多關(guān)于您的信息。你的工作是什么？請(qǐng)介紹你自己，你的背景。

–26:27

安德里亞·布里科尼

謝謝你，毛里齊奧。我的名字是安德里亞布里科尼。在過(guò)去的 25 年里，我一直在半導(dǎo)體行業(yè)工作，在一些頂級(jí)半導(dǎo)體制造商工作。在過(guò)去的 10 多年里，我專注于氮化鎵技術(shù)、應(yīng)用和營(yíng)銷。兩年多前，為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，我加入了 Cambridge GaN Devices 或 CGD，在這里我領(lǐng)導(dǎo)營(yíng)銷和業(yè)務(wù)發(fā)展。

-25:57

毛里齊奧·迪保羅·埃米利奧

讓我們從第一個(gè)問(wèn)題開(kāi)始。那么，為什么是氮化鎵？作為一種材料，GaN 似乎在許多應(yīng)用和許多市場(chǎng)上都比硅具有顯著的內(nèi)在優(yōu)勢(shì)，對(duì)于許多市場(chǎng)，GaN 的哪些應(yīng)用……已經(jīng)具有顯著的市場(chǎng)滲透率，哪些應(yīng)用正在出現(xiàn) GaN、氮化鎵？

–25:33

安德里亞·布里科尼

這么多的問(wèn)題！為什么選擇氮化鎵？好吧，我可以問(wèn)為什么不呢？我的意思是，這是當(dāng)今最令人興奮的材料。這一切都有助于電子設(shè)備朝著高效率邁出一大步，經(jīng)過(guò)多年的承諾和挫折，它終于可用并成熟了。我會(huì)說(shuō)，在氮化鎵領(lǐng)域工作是一種真正的樂(lè)趣，你會(huì)覺(jué)得自己置身于某種特別的事情之中，這種事情幾十年才發(fā)生一次。市場(chǎng)正在蓬勃發(fā)展，從低功率 AC DC 應(yīng)用開(kāi)始，例如移動(dòng)充電器、適配器以及所有用于消費(fèi)應(yīng)用的開(kāi)關(guān)模式電源。

同時(shí)，我們看到，經(jīng)過(guò)多年的初步活動(dòng)，現(xiàn)在服務(wù)器電源也有了很好的牽引力，受到提供最高效率和遵守越來(lái)越嚴(yán)格的法規(guī)的需求的驅(qū)動(dòng)。此外，在低壓領(lǐng)域，比方說(shuō)低于 300 伏，氮化鎵有助于降低許多應(yīng)用中的 DC DC 轉(zhuǎn)換器的外形尺寸，例如機(jī)器人、無(wú)人機(jī)、電信，準(zhǔn)確地說(shuō)，電信是指磚轉(zhuǎn)換器。因此，在真正需要更小尺寸和重量的地方，氮化鎵正在進(jìn)入市場(chǎng)并逐漸取代傳統(tǒng)的硅解決方案。當(dāng)然，談到新興應(yīng)用，GaN 在硅無(wú)法應(yīng)對(duì)的領(lǐng)域也有很大的吸引力。同樣，如果您考慮無(wú)線充電，則停留在低壓域，這是一個(gè)很好的例子。尤其是 E 類，工作頻率是 6.78 MHz 的兩倍。對(duì)于那些必須在幾納秒內(nèi)切換大量電流的應(yīng)用，例如用于自動(dòng)駕駛的激光雷達(dá)，GaN 的效率優(yōu)勢(shì)是顯而易見(jiàn)的，根本沒(méi)有 GaN 的有效替代品。

所以，我想說(shuō)，總的來(lái)說(shuō)，由于特定的市場(chǎng)趨勢(shì)，如便攜性，或受國(guó)際法規(guī)的推動(dòng)，所有以減小尺寸和重量為目標(biāo)的應(yīng)用，GaN 確實(shí)變得突出。在便攜性方面，如果您考慮最終用戶，我的意思是像您或我這樣的人，我們希望攜帶盡可能輕但功能強(qiáng)大的移動(dòng)充電器，以便能夠同時(shí)為許多設(shè)備充電。當(dāng)然，還可以實(shí)現(xiàn)快速充電。當(dāng)然，你可以，你可以從一個(gè)帶有硅的充電器中擠出更多的電量，但它會(huì)很笨重，如果您想實(shí)現(xiàn)非常高的功率密度和非常高的功率能力，以及非常小的外形尺寸，GaN 是您的最佳選擇。另一方面，關(guān)于數(shù)據(jù)中心，因?yàn)槲覀冋務(wù)摰氖菄?guó)際法規(guī)，以及總體上最佳能源利用，我的意思是，數(shù)據(jù)中心的電力消耗目標(biāo)是到本世紀(jì)末翻一番，達(dá)到 800-太瓦功率。我們需要充分利用這些能源，而 GaN 肯定會(huì)通過(guò)將效率提高到最高水平來(lái)減少能源的浪費(fèi)。

到本世紀(jì)末，數(shù)據(jù)中心的用電量目標(biāo)是翻一番，達(dá)到 800 太瓦。我們需要充分利用這些能源，而 GaN 肯定會(huì)通過(guò)將效率提高到最高水平來(lái)減少能源的浪費(fèi)。到本世紀(jì)末，數(shù)據(jù)中心的用電量目標(biāo)是翻一番，達(dá)到 800 太瓦。我們需要充分利用這些能源，而 GaN 肯定會(huì)通過(guò)將效率提高到最高水平來(lái)減少能源的浪費(fèi)。

–21:47

毛里齊奧·迪保羅·埃米利奧?

因此，目前有幾個(gè) GaN 器件概念。那么，您能告訴我從設(shè)計(jì)的角度來(lái)看，哪些是主要的，哪些是您的發(fā)展方向？如你所知，我在一篇文章中強(qiáng)調(diào)了，GaN的十點(diǎn)，關(guān)于GaN的十件事，有沒(méi)有你更關(guān)注的點(diǎn)？

–21:20

安德里亞·布里科尼

哦，是的，我記得那篇文章。這就像“關(guān)于 GaN 的 10 件事。我記得，有一個(gè)具體的問(wèn)題我想談一談。但首先，讓我回答你問(wèn)題的第一部分：可用的概念以及我們對(duì)此做了什么。所以，我想說(shuō)有很多概念，遠(yuǎn)不止兩個(gè)，但不知何故，我們可以談?wù)摌O端，所謂的 Cascode GaN 和所謂的增強(qiáng)模式 GaN。由于我的第一家公司，級(jí)聯(lián) GaN 實(shí)際上是第一個(gè)誕生的。當(dāng)功率 GaN 研究的先驅(qū) International Rectifier 首次開(kāi)始開(kāi)發(fā)基于級(jí)聯(lián)的 GaN 解決方案時(shí)，我就在那里。而且，順便說(shuō)一句，今天幾乎每個(gè) GaN 制造商都有其主要經(jīng)理，20 年前與我分享了這種經(jīng)驗(yàn)。我們可以說(shuō)，IR 遺產(chǎn)仍然存在于世界各地的許多公司中。現(xiàn)在，通過(guò)談?wù)摷?jí)聯(lián)本身，它是至少兩個(gè)芯片的雙芯片解決方案，其中通常有GaN與低壓MOSFET耦合，整個(gè)器件通過(guò)驅(qū)動(dòng)MOSFET柵極工作。

眾所周知，這個(gè)概念帶來(lái)了易用性。因此，驅(qū)動(dòng)一個(gè)低壓 MOSFET 是極其容易的，因此級(jí)聯(lián)共柵被普遍認(rèn)為是一個(gè)易于使用的概念。當(dāng)然，它也有一些缺點(diǎn)。例如，缺乏可擴(kuò)展性。一件事是制作 600 伏或 650 伏的級(jí)聯(lián)解決方案。但是如果你想做一個(gè) 100 伏的器件，采用這種概念，低壓 MOSFET 引入的妥協(xié)太大，你真的失去了 GaN 的優(yōu)勢(shì)。在光譜的另一邊，我們可以談?wù)勗鰪?qiáng)模式或 E-Mode GaN：這是一個(gè)絕妙的解決方案，它非常優(yōu)雅，單芯片正常關(guān)閉。但是，當(dāng)然，許多用戶希望通過(guò)更換硅 MOSFET 而不做任何改變來(lái)簡(jiǎn)單地獲得 GaN 的性能優(yōu)勢(shì)。

不幸的是，與硅 MOSFET 相比，增強(qiáng)型 GaN 非常特殊。它具有極低的閾值電壓，根據(jù)柵極概念大約只有 1 伏，但它基本上介于 1 到 2 伏之間，并且柵極看不到高于 6 或 6.5 伏的電壓。因此，用戶要么使用 GaN 專用柵極驅(qū)動(dòng)器，要么添加一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路來(lái)鉗位柵極電壓以防止損壞柵極，或兩者兼而有之。這就是這個(gè)概念的問(wèn)題所在。在這里，我來(lái)到你問(wèn)題的第二部分，你的文章。在您的文章中有一個(gè)觀點(diǎn)，您提到大多數(shù) E-Mode GaN 解決方案現(xiàn)在需要為柵極提供負(fù)電壓以實(shí)現(xiàn)有效關(guān)斷。確實(shí)如此，因?yàn)殚撝惦妷悍浅５?，以至于您希望避?PCB 感應(yīng)返回的任何風(fēng)險(xiǎn)。因此，市場(chǎng)上沒(méi)有多少柵極驅(qū)動(dòng)器具有這種負(fù)電壓能力。所以，你會(huì)看到這些概念有很好的地方，但也有一些缺點(diǎn)?；旧?，CGD 采用的技術(shù)將級(jí)聯(lián)共柵的易用性與 E-Mode GaN 的簡(jiǎn)單性相結(jié)合，從而避免了所有缺點(diǎn)，包括對(duì)負(fù)驅(qū)動(dòng)電壓的需求，簡(jiǎn)而言之。確實(shí)如此，因?yàn)殚撝惦妷悍浅５停灾劣谀Ｍ苊?PCB 感應(yīng)返回的任何風(fēng)險(xiǎn)。因此，市場(chǎng)上沒(méi)有多少柵極驅(qū)動(dòng)器具有這種負(fù)電壓能力。所以，你會(huì)看到這些概念有很好的地方，但也有一些缺點(diǎn)。

基本上，CGD 采用的技術(shù)將級(jí)聯(lián)共柵的易用性與 E-Mode GaN 的簡(jiǎn)單性相結(jié)合，從而避免了所有缺點(diǎn)，包括對(duì)負(fù)驅(qū)動(dòng)電壓的需求，簡(jiǎn)而言之。確實(shí)如此，因?yàn)殚撝惦妷悍浅５?，以至于您希望避?PCB 感應(yīng)返回的任何風(fēng)險(xiǎn)。因此，市場(chǎng)上沒(méi)有多少柵極驅(qū)動(dòng)器具有這種負(fù)電壓能力。所以，你會(huì)看到這些概念有很好的地方，但也有一些缺點(diǎn)。基本上，CGD 采用的技術(shù)將級(jí)聯(lián)共柵的易用性與 E-Mode GaN 的簡(jiǎn)單性相結(jié)合，從而避免了所有缺點(diǎn)，包括對(duì)負(fù)驅(qū)動(dòng)電壓的需求，簡(jiǎn)而言之。

-17:41

毛里齊奧·迪保羅·埃米利奧

因此，您的目標(biāo)是將邏輯集成到 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，您的解決方案可以像 MOSFET 一樣被驅(qū)動(dòng)。您能告訴我集成邏輯而不是 GaN 驅(qū)動(dòng)器的原因是什么嗎？

-17:09

安德里亞·布里科尼

嗯，是。CGD 的 650 伏 GaN 技術(shù)稱為 ICeGaN。是組合詞。IC 和 eGaN，一個(gè)詞的意思是 E-mode GaN，因?yàn)閷?shí)際上它是一個(gè)片上系統(tǒng)，我們將邏輯集成到 E-mode 功率晶體管中。順便說(shuō)一句，您也可以像 ICE GaN 一樣閱讀它，因?yàn)樗\(yùn)行起來(lái)非?？?。它不包含完整的柵極驅(qū)動(dòng)器，而僅包含可輕松與柵極驅(qū)動(dòng)器連接的特定和關(guān)鍵功能。多年前，當(dāng) CGD 由劍橋大學(xué)的 Giorgio Longobardi 和 Florin Udrea 創(chuàng)立時(shí)，在與許多涉及 GaN 的公司進(jìn)行了多年的咨詢后，特別是在 GaN 可靠性和與柵極相關(guān)的穩(wěn)健性等主題上，他們都喃喃自語(yǔ)了很多去的方向。最后，我們想要開(kāi)發(fā)的是一個(gè)完全可擴(kuò)展到高功率和低電壓的概念。我們已經(jīng)決定最好的辦法是避免集成全柵極驅(qū)動(dòng)器，而是集成特定的 IC 來(lái)提供關(guān)鍵功能，以使 GaN E 模式 HEMT 像硅 MOSFET 一樣易于使用。

當(dāng)然，一旦您朝著這個(gè)方向邁進(jìn)，下一步就是進(jìn)一步集成其他功能，例如特定的傳感和控制功能，以提高性能和可靠性。而這一切都是我們技術(shù)的核心?？?，我們一直聽(tīng)說(shuō)的關(guān)于 GaN HEMT 的一件事是它們是橫向的橫向晶體管，這是與硅和碳化硅 MOSFET 相比的主要區(qū)別和優(yōu)勢(shì)之一，因?yàn)檫@允許片上集成。CGD 圍繞這一概念進(jìn)行了詳細(xì)闡述，并集中精力解決過(guò)去幾年阻礙 GaN 真正得到廣泛采用的主要問(wèn)題之一，幾分鐘前我已經(jīng)提到過(guò)，那就是缺乏易用性。因此，CGD 的技術(shù)是一種 E 模式，即通常關(guān)閉的單芯片解決方案，它可以無(wú)縫耦合到標(biāo)準(zhǔn)柵極驅(qū)動(dòng)器。基本上，您不需要添加任何 RC 網(wǎng)絡(luò)或鉗位二極管，也不需要向柵極提供負(fù)電壓。ICeGaN 的閾值電壓約為 2.8 伏，它具有集成的米勒鉗位，可確保在任何情況下真正發(fā)生在零伏下的關(guān)斷，這基本上利用了 GaN HEMT 的橫向特性，允許客戶驅(qū)動(dòng) MOSFET 等 GaN 晶體管，高達(dá) 20 伏的柵極電壓。

所以，易用性，我們敢說(shuō)第一次在E-mode GaN上引入，不需要任何額外的芯片或任何元件，順便也節(jié)省了PCB上的成本和空間。所以，我想說(shuō)這個(gè)概念是完全可擴(kuò)展的。因此，您可以為低功率制作非常高的 RDS (on) 部件，或?yàn)楦吖β手谱鞣浅５偷?RDS (on) 部件。通過(guò)簡(jiǎn)單地重塑設(shè)計(jì)，它可以擴(kuò)展到低電壓，但概念仍然存在，這就是我們基本上認(rèn)為我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了最初目標(biāo)的方式。曾考慮過(guò)引入單片集成到功率晶體管中的柵極驅(qū)動(dòng)器的主題，但我想說(shuō)，這是一個(gè)非常好的低功耗解決方案，市場(chǎng)告訴我們，今天，我們知道。但它可能會(huì)在高功率時(shí)變得有損。我會(huì)說(shuō)，由于片上熱耦合，驅(qū)動(dòng)器可能會(huì)因功率晶體管的自熱而遭受額外的損失。因此，我們認(rèn)為最好讓我們的客戶繼續(xù)使用他們多年來(lái)一直使用的 MOSFET 驅(qū)動(dòng)器和硅，讓保持柵極驅(qū)動(dòng)器的選擇。現(xiàn)在，最終每個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)器都可以與 E 模式 GaN 耦合：這基本上是像 MOSFET 一樣驅(qū)動(dòng) GaN。

-12:37

毛里齊奧·迪保羅·埃米利奧

因此，我現(xiàn)在要評(píng)論的一個(gè)主題是熱管理方面，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(wèn)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(lái)發(fā)展產(chǎn)生影響的熱管理需求？

–11:50

安德里亞·布里科尼

嗯，是的，這是一個(gè)很好的觀點(diǎn)。當(dāng)然，您知道 Maurizio，我們大多數(shù)參與 GaN 的人經(jīng)常強(qiáng)調(diào) GaN 的好處之一，即可以在比當(dāng)今基于硅架構(gòu)的正常開(kāi)關(guān)頻率高得多的開(kāi)關(guān)頻率下實(shí)現(xiàn)非常高的效率。當(dāng)然，在這樣做時(shí)，我們說(shuō)應(yīng)使用可表面貼裝的封裝，以降低電感并支持高頻，否則封裝將成為真正的瓶頸。因此，人們無(wú)法充分利用 GaN 的優(yōu)勢(shì)。不幸的是，可用于高功率的 SMD 封裝并不多，而制造電源的人們?nèi)匀环浅Ｒ蕾囉谡麄€(gè)封裝，如 TO-220、TO-247。CGD 正以面向中低功率應(yīng)用的 DFN 8X8、DFN 5X6 等 SMD 封裝進(jìn)入市場(chǎng)。但也很重要，特別是對(duì)于高功率領(lǐng)域，為了支持?jǐn)?shù)據(jù)中心服務(wù)器對(duì)效率的高需求，假設(shè)超過(guò) 1 千瓦，開(kāi)發(fā)熱增強(qiáng)型 SMD 解決方案非常重要，我們正在通過(guò)我們的組裝站點(diǎn)做到這一點(diǎn)。當(dāng)然，它們的熱阻非常低。我們將在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候分享這些。原則上，主題是：使用 GaN，我們?cè)试S用戶縮小他的應(yīng)用程序，但熱量仍然存在。它必須以某種方式消散，我們是否正在走向死胡同？所以，我想說(shuō)，首先，我們使用 GaN 是安全的，因?yàn)槿藗儜?yīng)該注意到 GaN 的開(kāi)關(guān)損耗是迄今為止最低的。

因此，輸出損耗明顯低于任何其他技術(shù)。柵極電荷比硅好10倍，低于硅和碳化硅。所以，部分答案是，對(duì)于 GaN，我們必須處理低得多的熱量才能消散。但是當(dāng)然，散熱這個(gè)話題很重要，我認(rèn)為我們將在未來(lái)幾年看到市場(chǎng)發(fā)展的方向之一可能是采用芯片嵌入等解決方案，例如通過(guò)更多技術(shù)顯著降低熱阻PCB 內(nèi)部的有效熱管理。但總的來(lái)說(shuō)，我也會(huì)說(shuō)來(lái)自 GaN 制造商的其他元素可以幫助改善 PCB 級(jí)別的冷卻。我之前說(shuō)過(guò)，我們正在將傳感和保護(hù)功能集成到 GaN HEMT 中?？紤]集成電流感應(yīng)。通常，為了檢測(cè)電流，需要添加外部檢測(cè)電阻器，這當(dāng)然會(huì)阻止將晶體管連接到接地層。通過(guò)將這一功能引入 HEMT，現(xiàn)在可以將 HEMT 源連接到地。而且這種冷卻方式可以更加有效，因?yàn)楝F(xiàn)在您可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)冷卻路徑并專注于實(shí)現(xiàn)較低的工作溫度，反之亦然，您可以為相同的熱量使用更高的 RDS (on)。這就是 50 伏以下 ICeGaN 技術(shù)中包含的全部?jī)?nèi)容。

因此，它是一種組合，晶體管技術(shù)可以改善冷卻或?yàn)橛脩籼峁└嘧杂啥取５牵?dāng)然，從封裝的角度來(lái)看，仍然可以做很多事情來(lái)幫助 SMD 技術(shù)變得像通孔一樣具有性能。而且這種冷卻方式可以更加有效，因?yàn)楝F(xiàn)在您可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)冷卻路徑并專注于實(shí)現(xiàn)較低的工作溫度，反之亦然，您可以為相同的熱量使用更高的 RDS (on)。這就是 50 伏以下 ICeGaN 技術(shù)中包含的全部?jī)?nèi)容。因此，它是一種組合，晶體管技術(shù)可以改善冷卻或?yàn)橛脩籼峁└嘧杂啥?。但是，?dāng)然，從封裝的角度來(lái)看，仍然可以做很多事情來(lái)幫助 SMD 技術(shù)變得像通孔一樣具有性能。而且這種冷卻方式可以更加有效，因?yàn)楝F(xiàn)在您可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)冷卻路徑并專注于實(shí)現(xiàn)較低的工作溫度，反之亦然，您可以為相同的熱量使用更高的 RDS (on)。這就是 50 伏以下 ICeGaN 技術(shù)中包含的全部?jī)?nèi)容。因此，它是一種組合，晶體管技術(shù)可以改善冷卻或?yàn)橛脩籼峁└嘧杂啥取?br />
但是，當(dāng)然，從封裝的角度來(lái)看，仍然可以做很多事情來(lái)幫助 SMD 技術(shù)變得像通孔一樣具有性能。晶體管技術(shù)可以改善冷卻或?yàn)橛脩籼峁└嘧杂啥?。但是，?dāng)然，從封裝的角度來(lái)看，仍然可以做很多事情來(lái)幫助 SMD 技術(shù)變得像通孔一樣具有性能。晶體管技術(shù)可以改善冷卻或?yàn)橛脩籼峁└嘧杂啥?。但是，?dāng)然，從封裝的角度來(lái)看，仍然可以做很多事情來(lái)幫助 SMD 技術(shù)變得像通孔一樣具有性能。

-08:01

毛里齊奧·迪保羅·埃米利奧

所以，我的最后一個(gè)問(wèn)題是關(guān)于展望未來(lái)：您如何看待未來(lái)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(lái)，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)？

–7:29

安德里亞·布里科尼

好吧，首先，如果你問(wèn)我這個(gè)問(wèn)題，未來(lái)是什么，幾年前市場(chǎng)還沒(méi)有，我會(huì)說(shuō)，市場(chǎng)應(yīng)該很快開(kāi)始，因?yàn)樗械幕久娑加?。但現(xiàn)在市場(chǎng)確實(shí)存在。因此，GaN 正在迅速獲得空間，它正在逐步取代硅，但它正在以幾乎 100% 的復(fù)合年增長(zhǎng)率蓬勃發(fā)展。從現(xiàn)在的消費(fèi)應(yīng)用擴(kuò)展到服務(wù)器、太陽(yáng)能，當(dāng)然還有明天，您沒(méi)有理由不參與電動(dòng)汽車或混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的競(jìng)爭(zhēng)。當(dāng)然，硅將繼續(xù)占據(jù)主導(dǎo)地位多年。但關(guān)鍵的轉(zhuǎn)折點(diǎn)當(dāng)然也與產(chǎn)品成本有關(guān)。當(dāng)產(chǎn)品成本將可比時(shí)，這可能會(huì)發(fā)生在舊行業(yè)時(shí)，我們將使用 200 毫米晶圓，當(dāng)然，目前還不是這樣，到那時(shí)，我們將看到硅的快速替代?？紤]到，在系統(tǒng)層面，GaN 已經(jīng)比硅提供了更好的成本，特別是在高功率應(yīng)用中，但在產(chǎn)品層面，仍然存在差距，這將在低壓領(lǐng)域迅速縮小，我們現(xiàn)在已經(jīng)在 GaN 和硅之間。

因此，我認(rèn)為 GaN 將繼續(xù)加快步伐，特別是如果我們作為制造商繼續(xù)利用 GaN 帽子硅無(wú)法應(yīng)對(duì)的特性，如方向性，并進(jìn)一步堅(jiān)持集成。當(dāng)然，碳化硅就在那里，順便說(shuō)一句，它出現(xiàn)得更早，并且已經(jīng)證明了一定程度的成熟度，GaN 仍然需要證明這一點(diǎn)，但碳化硅，我的意思是，我們都知道，鑒于 1200 伏器件的可用性，鑒于其卓越的熱性能，它正在迅速取代用于牽引逆變器的 IGBT，但在這里，GaN 也沒(méi)有理由無(wú)法競(jìng)爭(zhēng)。也許您知道 CGD 參與了一個(gè)名為 GaNext 的大型歐洲項(xiàng)目，該項(xiàng)目與重要的 IC 制造商、磁性制造商、學(xué)術(shù)界和多個(gè)不同功率級(jí)別的最終用戶合作。CGD 是 GaN 解決方案的唯一來(lái)源。該項(xiàng)目的目的是為低、中和高功率應(yīng)用提供原型和演示電源模塊。我真的認(rèn)為，一旦 GaN 模型可用且可靠，那么進(jìn)入 EV 逆變器市場(chǎng)基本上將是時(shí)間和供應(yīng)鏈成熟度的問(wèn)題。來(lái)到你問(wèn)題的最后一部分，您在問(wèn) GaN 還能在哪些方面發(fā)揮最大潛力？

好吧，如果我們看看今天的大趨勢(shì)，我們可能會(huì)有答案。我們談?wù)摰氖菤夂蜃兓?、電?dòng)汽車、數(shù)字化轉(zhuǎn)型，GaN 被證明是有助于在所有這些領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)最高效率的技術(shù)。所有真正達(dá)到制造階段的人。我的意思是，我敢打賭……就個(gè)人而言，我肯定會(huì)打賭數(shù)據(jù)中心將成為下一個(gè)體驗(yàn) GaN 優(yōu)勢(shì)的重要領(lǐng)域。我的意思是，很明顯，每提高 0.1% 的效率都會(huì)對(duì)電費(fèi)產(chǎn)生直接影響。但也有一個(gè)話題，真的，有需要，為什么要浪費(fèi)更少的能源，這變得越來(lái)越寶貴。此外，服務(wù)器需要為計(jì)算提供越來(lái)越多的空間。所以，通過(guò)縮小電源空間或從實(shí)際體積中擠出更多功率來(lái)節(jié)省電源空間是一項(xiàng)要求，也是一項(xiàng)重大要求，而 GaN 正是因?yàn)檫@些需求而提供的。

例如，最近 CGD 啟動(dòng)了一個(gè)由英國(guó)能源部資助的名為 ICeDATA 的項(xiàng)目，旨在為數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)在性能和可靠性方面引人注目的解決方案。所以，我認(rèn)為GaN會(huì)有一個(gè)光明的未來(lái)。我還認(rèn)為，CGD 已經(jīng)為功率半導(dǎo)體這個(gè)激動(dòng)人心的新時(shí)代做好了準(zhǔn)備。旨在為數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)引人注目的性能和可靠性解決方案。所以，我認(rèn)為GaN會(huì)有一個(gè)光明的未來(lái)。我還認(rèn)為，CGD 已經(jīng)為功率半導(dǎo)體這個(gè)激動(dòng)人心的新時(shí)代做好了準(zhǔn)備。旨在為數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)引人注目的性能和可靠性解決方案。所以，我認(rèn)為GaN會(huì)有一個(gè)光明的未來(lái)。我還認(rèn)為，CGD 已經(jīng)為功率半導(dǎo)體這個(gè)激動(dòng)人心的新時(shí)代做好了準(zhǔn)備。

-02:44

毛里齊奧·迪保羅·埃米利奧

謝謝你，安德里亞。因此，很高興您在本播客中談?wù)?GaN 技術(shù)。謝謝你。

–2:38

安德里亞·布里科尼

謝謝你，Maurizio，請(qǐng)?jiān)试S我邀請(qǐng)所有想與我們交談的人，來(lái)參觀我們 3 月 20日至 24日在德克薩斯州休斯頓舉行的應(yīng)用電力電子會(huì)議。謝謝你。

–2:25

毛里齊奧·迪保羅·埃米利奧???

謝謝你，安德里亞。因此，正如 Andrea 所說(shuō)，市場(chǎng)正在蓬勃發(fā)展，從移動(dòng)充電器、適配器等低功率 AC DC 應(yīng)用開(kāi)始，以及所有用于消費(fèi)類應(yīng)用的開(kāi)關(guān)模式電源。現(xiàn)在，正如 Andrea 所指出的，服務(wù)器電源具有良好的吸引力，同時(shí)也受到提供最高效率和符合更嚴(yán)格法規(guī)的需求的推動(dòng)。GaN器件有很多概念。級(jí)聯(lián)和增強(qiáng)模式，E 模式 GaN。Cascode 是一種雙芯片解決方案，通常在 GaN 上加上一個(gè)低壓 MOSFET，正如 Andrea 所說(shuō)，整個(gè)器件通過(guò)驅(qū)動(dòng) MOSFET 柵極來(lái)工作。因此，驅(qū)動(dòng)低壓 MOSFET 非常容易，正如 Andrea 所說(shuō)，級(jí)聯(lián)共源共柵是一種易于使用的概念。與硅 MOSFET 相比，E 模式非常特殊：它具有極低的閾值電壓。正如 Andrea 所說(shuō)，它與 GaN 專用柵極驅(qū)動(dòng)器或驅(qū)動(dòng)電路一起工作。Cambridge GaN 已將邏輯集成到任何功率晶體管中。它不包含完整的柵極驅(qū)動(dòng)器，只包含能夠輕松連接?xùn)艠O驅(qū)動(dòng)器的特定和關(guān)鍵功能。根據(jù) Andrea 的說(shuō)法，我們將看到市場(chǎng)進(jìn)入未來(lái)幾年的方向之一可能是采用嵌入式芯片等解決方案，通過(guò) PCB 內(nèi)部更有效的熱管理來(lái)顯著降低熱阻。

GaN 正在快速增長(zhǎng)，Andrea 押注數(shù)據(jù)中心將成為下一個(gè)體驗(yàn) GaN 優(yōu)勢(shì)的重要領(lǐng)域。Cambridge GaN 已將邏輯集成到任何功率晶體管中。它不包含完整的柵極驅(qū)動(dòng)器，只包含能夠輕松連接?xùn)艠O驅(qū)動(dòng)器的特定和關(guān)鍵功能。根據(jù) Andrea 的說(shuō)法，我們將看到市場(chǎng)進(jìn)入未來(lái)幾年的方向之一可能是采用嵌入式芯片等解決方案，通過(guò) PCB 內(nèi)部更有效的熱管理來(lái)顯著降低熱阻。GaN 正在快速增長(zhǎng)，Andrea 押注數(shù)據(jù)中心將成為下一個(gè)體驗(yàn) GaN 優(yōu)勢(shì)的重要領(lǐng)域。Cambridge GaN 已將邏輯集成到任何功率晶體管中。它不包含完整的柵極驅(qū)動(dòng)器，只包含能夠輕松連接?xùn)艠O驅(qū)動(dòng)器的特定和關(guān)鍵功能。根據(jù) Andrea 的說(shuō)法，我們將看到市場(chǎng)進(jìn)入未來(lái)幾年的方向之一可能是采用嵌入式芯片等解決方案，通過(guò) PCB 內(nèi)部更有效的熱管理來(lái)顯著降低熱阻。

GaN 正在快速增長(zhǎng)，Andrea 押注數(shù)據(jù)中心將成為下一個(gè)體驗(yàn) GaN 優(yōu)勢(shì)的重要領(lǐng)域。我們將看到市場(chǎng)進(jìn)入未來(lái)幾年的方向之一可能是采用嵌入式芯片等解決方案，通過(guò)更有效的 PCB 內(nèi)部熱管理顯著降低熱阻。GaN 正在快速增長(zhǎng)，Andrea 押注數(shù)據(jù)中心將成為下一個(gè)體驗(yàn) GaN 優(yōu)勢(shì)的重要領(lǐng)域。我們將看到市場(chǎng)進(jìn)入未來(lái)幾年的方向之一可能是采用嵌入式芯片等解決方案，通過(guò)更有效的 PCB 內(nèi)部熱管理顯著降低熱阻。GaN 正在快速增長(zhǎng)，Andrea 押注數(shù)據(jù)中心將成為下一個(gè)體驗(yàn) GaN 優(yōu)勢(shì)的重要領(lǐng)域。