新一代功率器件動向：SiC和GaN

作者/LlewVaughan-Edmunds 安森美半導體寬禁帶(SiC, GaN)產品線高級經理

更為嚴格的行業標準和政府法規的變遷是更高能效產品的關鍵驅動因素。例如數據中心正呈指數級增長以跟上需求，其耗電量約占全球總電力供應量（+ 400TWh）的3％，也占總溫室氣體排放量的2％，與航空業的碳排放量相同。在這些巨大的能源需求之下，各地政府正加緊實施更嚴格的標準和新的法規，以確保所有依賴能源的產品必須達到最高能效。

我們也看到對更高功率密度和更小空間的需求。電動汽車正嘗試減輕重量并提高能效，以實現更高的續航里程。車載充電器（OBC）和牽引逆變器如今正在采用寬禁帶產品來達標。

SiC和GaN是寬禁帶(WBG)材料，為下一代功率器件提供基礎。與硅相比，它們的特性和性能更出色，因為其類金剛石的結構要求更高的能量，以將穩定的電子移動到傳導之中。

其主要的優勢之一是顯著減少開關損耗，這使器件工作更低溫，有助于縮小散熱器和成本。其次是增加了開關速度。如今設計師能超越硅MOSFET或IGBT的物理極限，讓系統能夠減少變壓器、電感器和電容器等無源元件。因此WBG方案能提高系統能效、縮小尺寸、降低元件成本、及提高功率密度。

安森美SiC及GaN產品

SiC二極管廣泛用于各種要求最高能效的PFC 拓撲。EMI極快的反向恢復使其也更容易處理。安森美半導體提供完整的650V和1200V SiC二極管陣容，涵蓋單相和多相應用中的所有功率范圍。我們的1200V MOSFET將于2018年晚些時候發布，它們將提供最高的性能、出色的堅固性和高可靠性。安森美半導體擁有終端結構專利，確保免受任何與濕氣相關的故障。

GaN越來越受市場接受。這技術經歷了幾次迭代；從'D模式'、到共源共柵（Cascode）、到現在最新的'E模式'（常關）設備。GaN具有閃電般速度，對PCB布局和門驅動的要求很高。我們看到設計人員現了解如何使用GaN及其與硅相比的顯著優勢。我們正與領先的汽車和工業伙伴合作，為下一代系統（如OBC和服務器電源）提供最高的功率密度和能效。我們將于2018年晚些時候發布新品，其中將包括安森美半導體為GaN量身定制的更多篩選技術和工藝，以確保提供市場上最高質量的產品。