氮化鎵技術(shù)因其在低功耗、小尺寸等特性設(shè)計(jì)上的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)和成熟規(guī)?；纳a(chǎn)能力，近年來(lái)在功率器件市場(chǎng)大受歡迎。不久前，在EEVIA第五屆ICT技術(shù)趨勢(shì)論壇上，一家美國(guó)新創(chuàng)公司的GaN創(chuàng)新器件受到關(guān)注。富士通電子元器件高級(jí)市場(chǎng)經(jīng)理蔡振宇在“氮化鎵產(chǎn)品主要的應(yīng)用場(chǎng)景和未來(lái)的趨勢(shì)”主題分享中，重點(diǎn)介紹了這家公司和其創(chuàng)新產(chǎn)品。
富士通電子元器件高級(jí)市場(chǎng)經(jīng)理蔡振宇分享主題“氮化鎵產(chǎn)品主要的應(yīng)用場(chǎng)景和未來(lái)的趨勢(shì)”
最近一年多以來(lái)，一家在中國(guó)極少聽(tīng)到的品牌——美國(guó)Transphorm公司，以一種“穩(wěn)秘模式”異軍突起，已成為電子能源轉(zhuǎn)換行業(yè)開(kāi)發(fā)與供應(yīng)GaN解決方案業(yè)務(wù)的國(guó)際公認(rèn)領(lǐng)導(dǎo)廠商。據(jù)悉，這家企業(yè)致力于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)GaN（氮化鎵）功率轉(zhuǎn)換器和模塊，其產(chǎn)品應(yīng)用于電源、功率適配器、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器、太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換器以及電動(dòng)車輛等領(lǐng)域。從2007年成立到現(xiàn)在，獲得了包括谷歌、富士通、凱鵬華盈、考菲爾德及拜爾斯、索羅斯基金管理公司、量子戰(zhàn)略合作伙伴在內(nèi)的眾多投資機(jī)構(gòu)的青睞，是唯一一家通過(guò)美國(guó)JEDEC認(rèn)證的氮化鎵產(chǎn)品。
蔡振宇表示，事實(shí)上，Transphorm已經(jīng)是GaN技術(shù)的行業(yè)不折不扣的‘老兵’了。Transphorm創(chuàng)始人與核心工程團(tuán)隊(duì)在電源和GaN半導(dǎo)體方面，有超過(guò)20年的直接經(jīng)驗(yàn)和領(lǐng)先地位。自1994年以來(lái)，Transphorm的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)率先推出了最早的GaN晶體管的開(kāi)發(fā)，幾經(jīng)合并后的團(tuán)隊(duì)帶來(lái)了卓越的垂直整合經(jīng)驗(yàn)，其中包括GaN材料和器件、制造與測(cè)試、可靠性和應(yīng)用工程，以及制造和電力行業(yè)知識(shí)。
2014年2月，富士通將氮化鎵部門轉(zhuǎn)給了Transphorm公司，Transphorm所有晶圓產(chǎn)品由富士通生產(chǎn)。富士通代理Transphorm氮化鎵產(chǎn)品。目前，Transphorm擁有超過(guò)400項(xiàng)國(guó)際專利，全球雇員人數(shù)已經(jīng)超過(guò)120位。
Transphorm采用創(chuàng)新的Cascode結(jié)構(gòu)的HEMT高壓產(chǎn)品，在氮化鎵功率表技術(shù)領(lǐng)域走的非常領(lǐng)先。從半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)來(lái)看，HEMT氮化鎵產(chǎn)品跟普通MOSFET不一樣，電流是橫向流，它是在硅的襯底上面長(zhǎng)出氮化鎵，它是S極垂直往上的，上面是S極流到D極，與傳統(tǒng)的MOS管流動(dòng)不一樣。在200°C的結(jié)溫條件下，超過(guò)1000萬(wàn)小時(shí)的壽命。
Transphorm創(chuàng)新的Cascode結(jié)構(gòu)
目前所有的產(chǎn)品在技術(shù)和研發(fā)上有兩個(gè)方向，一個(gè)是上電的管子是關(guān)著的，還有一種是上電以后管子是打開(kāi)的?；旧锨懊娴漠a(chǎn)品是沒(méi)有辦法用的，因?yàn)橐簧想姽茏泳完P(guān)了。“有友商在第一個(gè)管子上面人為地做成Normally off（常關(guān)）。但隨著時(shí)間的推移，原來(lái)5伏可以打開(kāi)，慢慢時(shí)間久了可能6伏才能打開(kāi)。”蔡振宇指出，“對(duì)這個(gè)問(wèn)題，Transphorm給出了解決辦法——通過(guò)增加一個(gè)低壓MOS管，這個(gè)結(jié)構(gòu)就是前面提到的Cascode結(jié)構(gòu)，用常開(kāi)的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)常閉產(chǎn)品一樣的性能。”
此結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)首先是它的閾值非常穩(wěn)定地設(shè)定在2V，即給5伏就可以完全打開(kāi)，一旦到0V會(huì)完全關(guān)閉。而且這個(gè)結(jié)構(gòu)還帶來(lái)另一個(gè)優(yōu)勢(shì)：氮化鎵的驅(qū)動(dòng)和現(xiàn)在的硅基是兼容的，可以無(wú)縫地連接到氮化鎵的功率器件上，沒(méi)有必要改成新的結(jié)構(gòu)。
市場(chǎng)上比較流行的產(chǎn)品正向?qū)ㄋ璧臇艠O電荷是44，而Transphorm是6.2，約七分之一；友商產(chǎn)品的QRR一般是5300，Transphorm是54，只約為其1%。
據(jù)悉，富士通今年會(huì)推出900V和1200V的產(chǎn)品，低壓方面會(huì)提供150V的產(chǎn)品。未來(lái)Transphorm還將推出代替Cascode的E-Mode創(chuàng)新結(jié)構(gòu)技術(shù)，將會(huì)把當(dāng)前結(jié)構(gòu)中存在的不利因素解決掉，實(shí)現(xiàn)更卓越的功率器件性能。將提供更大功率的產(chǎn)品，從2014年推出第一顆TO240，電流從30、40，逐步往60、70、80的方向發(fā)展。
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