瑞萨电子:Transphorm GaN技术引领氮化镓革命

发布时间:2024-07-12 10:50
作者:AMEYA360
来源:瑞萨电子
阅读量:442

  *瑞萨电子已于2024年6月20日完成对Transphorm的收购,以下为中电网于收购完成之前对Transphorm的采访文章。

  长期以来,宽禁带行业一直围绕两种不同架构氮化镓晶体管争论高下——常闭耗尽型(D-mode)和增强型(E-mode)氮化镓。在设计电路时,人们倾向于使用增强型(E-mode)晶体管,但其实无论从性能、可靠性、多样性、可制造性以及实际用途方面,常闭型(D-mode)都更优于前者。

  D-mode GaN的优势

  此前,GaN功率半导体产品的全球领先企业Transphorm发布了《Normally-off D-mode 氮化镓晶体管的根本优势》的最新白皮书。其中,介绍了normally-off D-mode GaN平台的几个关键优势,包括:

  性能更高:优越的TCR(~25%),更低的动态与静态导通电阻比(~25%),从而降低损耗,获得更高的效率和更优越的品质因数(FOM)。

  高功率级应用更加容易:Transphorm D-mode具有较高的饱和电流,而E-mode则必须通过并联才能提供相同的电流,但这会导致功率密度和可靠性下降。

  稳健性且易驱动性:采用最稳健的硅MOSFET SiO2栅极,不受E-mode的p栅极限制,可兼容硅基驱动器和控制器。

瑞萨电子:Transphorm GaN技术引领氮化镓革命

  Transphorm业务拓展及市场营销高级副总裁Philip Zuk

  Transphorm在初入市场时,不断研究、探讨了两种不同的技术路线,最终决定采用常闭型D-mode。十多年来,Transphorm凭借最可靠的GaN平台成功引领行业,设计和制造用于新世代电力系统的高性能、高可靠性650V、900V和1200V(尚处于开发阶段)氮化镓器件。目前,Transphorm器件的现场运行时间已超过2000亿小时,覆盖了从低功率到高功率系统最广泛的应用领域。

  Transphorm业务拓展及市场营销高级副总裁Philip Zuk接受了中电网的采访,深入探讨了Transphorm氮化镓(GaN)产品的独特特点、技术优势及其在高性能领域的应用前景。他称:“Transphorm的常闭耗尽型D-mode技术凭借一个GaN核心平台就能够涵盖整个功率范围,没有任何限制,而其他技术则兼需增强型GaN和SiC MOSFET才能达到同样的效果。”

  SuperGaN的优势

  Transphorm的SuperGaN技术是其产品线中的一大亮点。SuperGaN技术是一种共源共栅(cascode)结构的常闭耗尽型(normally-off D-mode)氮化镓平台。该平台特点使得SuperGaN具备了增强型(E-mode)氮化镓所不能比拟的优势,包括:

  Transphorm积累了深厚的GaN专业知识和垂直整合使其能够快速开发出高性能、可靠并且强劲的产品。

  SuperGaN可以保持GaN器件2DEG(即二维电子气,2DEG沟道的电子迁移率最高,可令开关性能达到当前任何其他化合物半导体技术都无法企及的水平。)的自然状态,充分利用2DEG的固有优势,将器件导通电阻降到最低。

  业界最丰富的封装类型:从传统的标准TO封装,直至降低封装电感、提高工作频率和印刷电路板制造效率的顶部和底部冷却式表贴封装。

  业界领先的可靠性:器件运行时间已超过3000亿小时,FIT故障率(每10亿小时发生的故障次数)只有不到0.05。

  此外,SuperGaN还可以提供最高的灵活性:

  直接替代E-mode增强型GaN分立器件解决方案以及Si和SiC MOSFET;

  提供不同的栅极驱动阈值电压,能够匹配使用E-mode增强型分立器件、高压超结和SiC MOSFET的电路设计;

  作为一个垂直整合的企业,能够实现系统级封装(SIP)合作。

  Philip Zuk称,任何其他供应商都无法提供上述优势,这也是Transphorm的SuperGaN技术能够取得成功的关键所在。

  助力快充市场

  如上所述,SuperGaN技术的优势使Transphorm的高压氮化镓场效应晶体管产品组合能够满足当今广泛的市场应用。例如,在快充领域,尤其是智能手机和笔记本电脑的充电器中,GaN器件在提高效率的同时减小体积,使快充设备更快捷高效。Philip Zuk认为,快充行业需要1200V GaN器件,Transphorm是一个垂直整合的企业,自主拥有外延片生产工艺,我们的1200V平台采用的是蓝宝石基GaN,650V SuperGaN平台采用的是硅基GaN。Transphorm将于今年下半年启动首款1200V器件的试样,帮助提升设计能力和成果,助力快充及800V电动汽车制造。

  汽车领域的新选择

  在应用更为广泛的新能源汽车领域,同为宽禁带半导体的SiC被广泛采用,未来GaN在该领域的应用会否更优于SiC呢?Philip Zuk认为,与SiC相比,GaN具有更高的性能,并且GaN器件的制造与硅基制程平台兼容,衬底材料更便宜,因此制造成本也更低。Transphorm的GaN技术650V以及即将在下半年推出的1200V平台可以不断改进性能和降低系统成本,而SiC却做不到。目前,Transphorm的GaN技术已应用于电动汽车的DC-DC以及车载充电器,并将在2030年进一步应用于车载逆变器驱动和三相快充站。

  与竞争技术相比毫不逊色

  Transphorm的SuperGaN技术可以与众多其他技术开展竞争,包括硅超结、IGBT和碳化硅MOSFET等。

  在可驱动性、可设计性和稳健性方面最接近SuperGaN的技术,是已上市近25年的硅超结MOSFET。SuperGaN不断仿效这些市场应用成熟技术的特性,方便客户尽快适应并接受新的技术。

  同时,SuperGaN还为设计者提供独一无二的“GaN优势”,即2DEG,2DEG沟道的电子迁移率最高,可令开关性能达到当前任何其他化合物半导体技术都无法企及的水平。

  高性能SuperGaN技术在良率和可靠性方面可与硅基技术媲美,并可将电源设计提升至一个全新的高度,基于其他技术望尘莫及的固有材料属性,实现性能和功率密度更高而成本更低的系统。

  小结

  全球功率半导体市场正在快速扩展,尤其是在能源效率和高性能需求驱动下,氮化镓技术的市场份额不断增加。随着全球各国推进碳中和目标,氮化镓技术在可再生能源、电动汽车、高效电源管理等领域的应用前景广阔。

  凭借着全方位的产品平台,Transphorm的氮化镓器件已经成功应用于从数十瓦至7.5kW的设计及量产产品,应用领域涵盖计算、能源/工业以及消费类适配器/快充电源。同时,Transphorm还创造了氮化镓行业的众多“第一”,为整个氮化镓功率半导体行业树立新的标杆,帮助越来越多的客户认识氮化镓技术的优势,期待着Transphorm能为新一代电力系统带来更多的贡献。

(备注:文章来源于网络,信息仅供参考,不代表本网站观点,如有侵权请联系删除!)

在线留言询价

相关阅读
瑞萨电子荣获全球电子成就奖“年度最佳电子企业”荣誉
  11月5日-6日,国际集成电路展览会暨研讨会(IIC Shenzhen 2024)于深圳福田会展中心7号馆举行。大会同期举办了“全球CEO峰会”与“2024年度全球电子成就奖”颁奖典礼,瑞萨电子凭借强大的技术实力和卓越的市场表现,被授予“年度最佳电子企业”荣誉。  全球电子成就奖  年度最佳电子企业  全球电子成就奖旨在评选并表彰对推动全球电子产业创新做出杰出贡献的企业和管理者。作为中国电子行业中最具声望的奖项之一,瑞萨对此次获评“年度最佳电子企业”殊荣深感荣幸。这不仅是业界对于瑞萨技术实力与市场成就的双重认证,更是对其在全球电子产业中所作贡献的高度表彰。  在11月5日举办的全球CEO峰会中,瑞萨电子全球销售与市场副总裁赖长青受邀参会,并发表《瑞萨边缘AI全景图》主题演讲,介绍了瑞萨在边缘AI领域的产品布局和进展。  他表示:“就人工智能开发的生态系统而言,真正重要的是提供易用的开发平台。瑞萨将人工智能开发工具与e2studio开发环境集成在一起,可在其中创建一个具有上下文感知的模型,并将模型导入到客户的嵌入式项目中。除此之外,瑞萨可提供多种解决方案资源,包含了丰富的视觉应用示例,涵盖安全检测应用,工业控制等。不仅如此,瑞萨还与许多合作伙伴携手,推出各具特色的嵌入式AI产品,致力于为客户提供一流的硬件产品及开发平台。”  演讲最后,赖长青强调:“这是一个充满机会和挑战的时代,人工智能正在和各种应用相互融合。为了帮助开发人员提升AI相关的经验,加速开发这些应用程序,瑞萨提供了一系列人工智能工具,旨在帮助客户开发出高度优化的模型。同时,瑞萨期待成为您的合作伙伴,为您的产品创造更多价值。”  未来,瑞萨电子将继续加大研发投入、不断推动产品与技术创新升级。在智能时代全面到来的关键时期,瑞萨也将通过更多高“智”量产品,帮助客户以更好的姿态顺利完成智能化转型,为行业的发展注入新的活力。
2024-11-12 10:58 阅读量:440
瑞萨电子推出全新RA8入门级MCU产品群,提供极具性价比的高性能Arm Cortex-M85处理器
  全球半导体解决方案供应商瑞萨电子(TSE:6723)宣布,推出RA8E1和RA8E2微控制器(MCU)产品群,进一步扩展其业界卓越和广受欢迎的MCU系列。2023年推出的RA8系列MCU是首批采用Arm® Cortex®-M85处理器的MCU,实现市场领先的6.39 CoreMark/MHz(注)性能。新款RA8E1和RA8E2 MCU在保持同等性能的同时,通过精简功能集降低成本,成为工业和家居自动化、办公设备、医疗保健和消费品等大批量应用的理想之选。  RA8E1和RA8E2 MCU采用Arm Helium™技术,即Arm的M-Profile矢量扩展,与基于Arm Cortex-M7处理器的MCU相比,在数字信号处理器(DSP)和机器学习(ML)应用层面实现高达4倍的性能提升,使得快速增长的AIoT领域应用成为可能——在这一领域,高性能对于AI模型的执行至关重要。  RA8系列产品集成低功耗特性和多种低功耗模式,在提供业界卓越性能的同时,可进一步提高能效。低功耗模式、独立电源域、更低的电压范围、快速唤醒时间,以及较低的典型工作和待机电流组合,使得系统整体功耗更低。帮助客户降低整体系统功耗并满足相关法规要求。新款Arm Cortex-M85内核还能以更低的功耗执行各种DSP/ML任务。  RA8系列MCU由瑞萨灵活配置软件包(FSP)提供支持。FSP带来所需的所有基础架构软件,包括多个RTOS、BSP、外设驱动程序、中间件、连接、网络和TrustZone支持,以及用于构建复杂AI、电机控制和云解决方案的参考软件,从而加快应用开发速度。它允许客户将自己的既有代码和所选的RTOS与FSP集成,为应用开发打造充分的灵活性。借助FSP,可轻松将现有设计迁移至新的RA8系列产品。  Daryl Khoo, Vice President of Embedded Processing 1st Business Division at Renesas表示:“我们的客户对RA8 MCU的卓越性能赞不绝口,现在他们期望获得性能更高且功能更优化的版本,以满足其成本敏感的工业、视觉AI和中端图形应用需求。RA8E1和RA8E2为这些市场打造了性能和功能的完美平衡,并且借助FSP实现了在RA8系列内部或从RA6 MCU的轻松迁移。”  RA8E1 MCU的关键特性  - 内核:360MHz Arm Cortex-M85,包含Helium和TrustZone技术  - 存储:集成1MB闪存、544KB SRAM(包括带ECC的32KB TCM、带奇偶校验保护的512KB用户SRAM)、1KB待机SRAM、32KB I/D缓存  - 外设:以太网、XSPI(八线SPI)、SPI、I2C、USBFS、CAN-FD、SSI、12位ADC、12位DAC、HSCOMP、温度传感器、8位CEU、GPT、LP-GPT、WDT、RTC  - 封装:100/144引脚LQFP  RA8E2 MCU的关键特性  - 内核:480MHz Arm Cortex-M85,包含Helium和TrustZone技术  - 存储:集成1MB闪存、672KB SRAM(包括带ECC的32KB TCM、带奇偶校验保护的512KB用户SRAM+额外128KB用户SRAM)、1KB待机SRAM、32KB I/D缓存  - 外设:16位外部存储器接口、XSPI(八线SPI)、SPI、I2C、USBFS、CAN-FD、SSI、12位ADC、12位DAC、HSCOMP、温度传感器、GLCDC、2DRW、GPT、LP-GPT、WDT、RTC  - 封装:224引脚BGA  成功产品组合  瑞萨将全新RA8E1和RA8E2产品群MCU与其产品组合中的众多兼容器件相结合,创建了广泛的“成功产品组合”,包括入门级语音和视觉人工智能系统以及家用电器人机界面(HMI)。这些“成功产品组合”基于相互兼容且可无缝协作的产品,具备经技术验证的系统架构,带来优化的低风险设计,以加快产品上市速度。瑞萨现已基于其产品阵容中的各类产品,推出超过400款“成功产品组合”,使客户能够加速设计过程,更快地将产品推向市场。
2024-11-12 10:55 阅读量:221
瑞萨电子与航盛电子达成合作共识,签订合作伙伴协议
解决方案 | 瑞萨三合一驱动单元方案,助力电动车轻盈启航
  如今,电动汽车驱动器正在从传统的分布式系统过渡到集中式架构。  在传统的电动汽车设计中,逆变器、车载充电器、DC/DC转换器等关键部件往往采用分布式布局,各自独立工作,通过复杂的线束相互连接。这种设计方式不仅繁杂笨重,且维护起来也异常复杂。在这种情况下,X-in-1技术应用而生。X-in-1技术是一种动力传动系统的集成技术,‌旨在将多个动力传动组件集成到单一的系统中,‌以提高整体性能、‌减少体积和重量。‌  基于X-in-1技术,瑞萨推出三合一电动汽车单元解决方案,该方案将多个分布式系统集成到一个实体中,包括车载充电器,牵引电机控制,以及DC/DC转换器。这种集成极大简化了车辆组装难度,同时也降低了系统成本。  该方案采用适用于HEV/EV电机控制的高端车载微控制器RH850/C1M作为核心控制。RH850/C1M的内部旋转变压器/数字转换器(RDC2)和增强电机控制单元(EMU2)可降低CPU负载,只需与CPU进行少量交互即可有效控制电机。在MCU供电方面,方案采用RAA270000KFT电源管理IC。其包含两个集成的电流模式DC/DC转换器、四个低压差线性稳压器和两个线性跟踪器,实现了稳压器的过压、欠压检测等多种检测和诊断功能。  在负载电源转换的设计中,本方案采用PFC+LLC架构,并搭载TP65H035G4WS 650V 35mΩ氮化镓FET、RBA250N10CHPF-4UA02 MOSFET、ISL28214运算放大器以及ISL81802双通道同步降压控制器。  其中,ISL81802是一款双通道同步降压控制器,采用峰值电流模式控制,两个输出具有相位交错功能。每个输出都有配备了电压调节器、电流监视器和平均电流调节器,以提供独立的平均电压和电流控制。内部锁相环(PLL)振荡器可确保100kHz至1MHz的精确频率设置,并且振荡器可与外部时钟信号同步,以实现频率同步和相位交错并联应用。  在牵引逆变器的设计上,本方案采用RBA250N10CHPF-4UA02 MOSFET和ISL78434半桥NMOS FET驱动器。ISL78434半桥NMOS FET驱动器具有双独立输入,可分别用于控制高侧和低侧驱动器,能够为每个栅极驱动器提供独立的拉电流和灌电流引脚。  随着电动汽车市场竞争的加剧,X-in-1技术的应用将变得更加广泛。在这一背景下,瑞萨将继续凭借其在微控制器(MCU)、电源管理IC、模拟与混合信号IC以及连接等领域的深厚积累,积极应对市场挑战,为电动汽车制造商提供全面的技术支持与产品服务。
2024-09-27 13:52 阅读量:749
  • 一周热料
  • 紧缺物料秒杀
型号 品牌 询价
TL431ACLPR Texas Instruments
CDZVT2R20B ROHM Semiconductor
RB751G-40T2R ROHM Semiconductor
BD71847AMWV-E2 ROHM Semiconductor
MC33074DR2G onsemi
型号 品牌 抢购
BP3621 ROHM Semiconductor
ESR03EZPJ151 ROHM Semiconductor
BU33JA2MNVX-CTL ROHM Semiconductor
TPS63050YFFR Texas Instruments
STM32F429IGT6 STMicroelectronics
IPZ40N04S5L4R8ATMA1 Infineon Technologies
热门标签
ROHM
Aavid
Averlogic
开发板
SUSUMU
NXP
PCB
传感器
半导体
相关百科
关于我们
AMEYA360微信服务号 AMEYA360微信服务号
AMEYA360商城(www.ameya360.com)上线于2011年,现 有超过3500家优质供应商,收录600万种产品型号数据,100 多万种元器件库存可供选购,产品覆盖MCU+存储器+电源芯 片+IGBT+MOS管+运放+射频蓝牙+传感器+电阻电容电感+ 连接器等多个领域,平台主营业务涵盖电子元器件现货销售、 BOM配单及提供产品配套资料等,为广大客户提供一站式购 销服务。