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GaN功率器件價(jià)格向MOSFET看齊,在哪些領(lǐng)域能夠替代?

發(fā)布時(shí)間:2015-05-12 責(zé)任編輯:echolady

【導(dǎo)讀】現(xiàn)如今,部分GaN功率器件逐漸向MOSFET功率管看齊,怎么做到這一點(diǎn)的?但是GaN功率器件在業(yè)界內(nèi)經(jīng)常取代MOSFET功率器件,那么在哪些應(yīng)用領(lǐng)域能夠取代。

什么產(chǎn)品,特性如何?

EPC2035(60V)及EPC2036(100V)是EPC最新推出的專為降低價(jià)格,并且在性能上超越傳統(tǒng)硅器件的兩款eGaN功率晶體管。

與等效功率MOSFET器件相比,GaN器件在最高導(dǎo)通電阻額定值RDS(on)上不分伯仲,具有相同的最高擊穿電壓額定值VDS(max)。此外,在下面的數(shù)據(jù)表中比較了開關(guān)速度的數(shù)據(jù),包括QOSS、QGD及 QG。在這些數(shù)據(jù)中,較低的數(shù)值代表器件具備更優(yōu)越的性能。

此外,與等效MOSFET器件相比,EPC2035及EPC2036器件的電容小很多。同時(shí),EPC2035/EPC2036的面積大約是等效MOSFET的四十分之一。

價(jià)格!價(jià)格!

EPC2035功率晶體管在批量為1000片時(shí)的單價(jià)為0.36美元,1萬片的單價(jià)為0.29美元。EPC2036晶體管在批量為1000片時(shí)的單價(jià)為0.38美元、1萬片的單價(jià)為0.31美元。目前低價(jià)位的eGaN器件只出現(xiàn)在60V和100V兩款上,其它電壓的器件是否會(huì)出現(xiàn)相同的更大降價(jià)趨勢(shì)?這是我的問題。

“該兩款器件的推出只是我們開始降低價(jià)格的開端,隨著eGaN在市場(chǎng)上接受程度和技術(shù)的進(jìn)步,價(jià)格降低的領(lǐng)域?qū)U(kuò)展到所有工作電壓范圍。”Alex Lidow博士回答到。EPC只是眾多GaN器件廠商的其中一家,從你的觀點(diǎn)看,整個(gè)GaN產(chǎn)業(yè)是否也再做相同的動(dòng)作?這是我追問的問題。

Lindow并沒有直接回答這個(gè)問題,他回答道:“EPC是采用標(biāo)準(zhǔn)硅晶圓代工廠高效制造GaN晶圓的領(lǐng)先廠商。這種方式的制造成本低,這可能是低成本的最大原因,當(dāng)然會(huì)導(dǎo)致低售價(jià)。此外,器件采用了芯片級(jí)(Chipscale)封裝,這種封裝較傳統(tǒng)功率器件的塑料封裝可靠性更高,而在總成本上也降低了50%。”看來制程和封裝是目前降低GaN器件總體成本的兩個(gè)主要因素。

GaN更適合在哪些應(yīng)用領(lǐng)域替代MOSFET?

“目前有4類應(yīng)用占據(jù)了eGaN器件全球潛在應(yīng)用市場(chǎng)的一半,中國也置身其中:無線功率傳輸;LiDAR;包絡(luò)線跟蹤;以及電信和服務(wù)器DC-DC電源。”

按照他的分析,至2018年,全球無線充電市場(chǎng)將達(dá)到100億美元,年復(fù)合增長率為42.6%。“高頻率(6.78MHz)已成為無線功率傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)頻率,但MOSFET在這個(gè)頻率上性能欠佳,而eGaN器件則有用武之地。這些應(yīng)用領(lǐng)域包括移動(dòng)電話、游戲、筆記本、平板電腦、醫(yī)用植入、電動(dòng)汽車等。”Lidow表示。

eGaN FET器件的轉(zhuǎn)換速率較功率MOSFET快10倍,這會(huì)為LiDAR系統(tǒng)提供更高的分辨率(精度)和響應(yīng)速度。LiDAR的應(yīng)用包括視頻游戲的實(shí)時(shí)動(dòng)作識(shí)別,手勢(shì)識(shí)別以及全自動(dòng)駕駛汽車等。

在服務(wù)器和電信設(shè)備中,需要將48V電壓轉(zhuǎn)換為12V。eGaN FET器件具備體積小、高效的優(yōu)勢(shì)。“為了展示如何實(shí)現(xiàn)更高的功率密度、更低的成本和更佳的效率,EPC設(shè)計(jì)了一款全整流、隔離式1/8磚調(diào)壓器,輸出功率為500W時(shí)全載效率可達(dá)96.5%,而在此條件下的eGaN FET器件的溫度為或低于91攝氏度。”Lidow進(jìn)一步補(bǔ)充了eGaN器件的性能。

如何用好GaN器件?

為了簡化對(duì)全新eGaN FET產(chǎn)品系列進(jìn)行評(píng)估,EPC也推出了兩款單價(jià)均為104.4美元的開發(fā)板,使得工程師可以容易對(duì)EPC2035及EPC2036在電路中的性能進(jìn)行評(píng)估。開發(fā)板采用半橋拓?fù)洳琫GaN FET、板載柵極驅(qū)動(dòng)器、電源及旁路電容等。

現(xiàn)在,功率系統(tǒng)工程師可以采用GaN器件設(shè)計(jì)出具備更低價(jià)格、更優(yōu)越開關(guān)速度及更小尺寸的最終產(chǎn)品。

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