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:738

  *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
瑞萨电子推出全新超低功耗RA2L2微控制器,支持USB-C Rev. 2.4标准
  全球半导体解决方案供应商瑞萨电子(TSE:6723)今日宣布推出RA2L2微控制器(MCU)产品群,率先在业内支持USB-C Revision 2.4新标准。这款MCU基于48MHz Arm Cortex-M23处理器,拥有丰富的功能特性,使其成为便携式设备和个人电脑(PC)的理想选择。  全新USB Type-C线缆和连接器规范2.4版本可降低电压检测阈值(1.5A电源为0.613V,3.0A电源为1.165V)。RA2L2 MCU是业内首款支持这一新标准的MCU。  RA2L2 MCU采用专有低功耗技术,提供87.5µA/MHz工作电流,仅250nA的软件待机电流。还为低功耗UART提供独立的工作时钟,在接收来自Wi-Fi和/或低功耗蓝牙®模块的数据时可用于唤醒系统。包括对USB-C的支持,这些特性使RA2L2成为USB数据记录仪、充电箱、条码扫描仪等便携式设备的理想解决方案。  新型MCU不仅支持具有CC检测功能和最高15W(5V/3A)的USB-C,以及USB FS外,还可提供LP UART、I3C和CAN接口,帮助设计人员减少所需元件数量,有效降低BOM成本、节省电路板空间并减少功耗。  RA2L2 MCU由瑞萨灵活配置软件包(FSP)提供支持。FSP提供所需的基础架构软件,包括多个RTOS、BSP、外设驱动程序、中间件、连接和网络功能,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,为应用开发提供充分的灵活性。借助FSP,可简化现有IP在不同RA产品之间迁移。  Daryl Khoo, Vice President of Embedded Processing Marketing Division at Renesas表示:“RA2L2产品群MCU作为我们首款全面支持全速USB与USB-Type C连接器的产品,通过减少外部元件,可有效控制系统成本保持在较低水平;同时,延续了瑞萨广受欢迎的RA2L1产品的低功耗优势,这些新产品彰显了我们快速响应客户需求、提供高效解决方案的实力与承诺。”  RA2L2 MCU的关键特性  内核:48MHz Arm Cortex-M23  存储:128-64KB闪存、16KB SRAM、4KB数据闪存  外设:USB-C、USB-FS、CAN、低功耗UART、SCI、SPI、I3C、I2S、12位ADC(17通道)、低功耗定时器、实时时钟、高速片上振荡器(HOCO)、温度传感器  封装:32、48和64引脚LQFP;32和48引脚QFN  安全性:唯一ID、TRNG  宽环境温度范围:Ta = -40°C至125°C  工作电压:1.6V-5.5V;USB工作电压:3.0V-3.6V  成功产品组合  将全新RA2L2 MCU与瑞萨产品阵容中的众多可兼容器件相结合,创建了广泛的“成功产品组合”,包括USB数据记录器、配备GNSS(全球导航卫星系统)的电子收费系统、游戏键盘和游戏鼠标等。这些设计方案基于相互兼容的产品,可以无缝地协作工作,具备经技术验证的系统架构,带来优化的低风险设计,从而加快产品上市。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。  瑞萨MCU优势  作为全球卓越的MCU产品供应商,瑞萨电子MCU近年来的平均年出货量超35亿颗,其中约50%用于汽车领域,其余则用于工业、物联网以及数据中心和通信基础设施等领域。瑞萨电子拥有广泛的8位、16位和32位产品组合,所提供的产品具有出色的质量和效率,且性能卓越。同时,作为一家值得信赖的供应商,瑞萨电子拥有数十年的MCU设计经验,并以双源生产模式、业界先进的MCU工艺技术,以及由250多家生态系统合作伙伴组成的庞大体系为后盾。
2025-06-11 11:04 阅读量:181
瑞萨电子:使用RAA2S426x解决汽车传感器信号调理中的关键挑战
  随着汽车行业的发展,传感器系统越来越需要提供精确的数据,以确保最佳的车辆性能和安全性;然而,许多现有的信号调理解决方案无法满足要求,从而带来可能损害车辆功能和安全性的挑战。  挑战  信号失真:许多传感器解决方案会导致信号失真,从而导致数据不可靠。  读数不准确:不准确的传感器读数会影响车辆的性能和安全性。  延长开发周期:低效的解决方案会延长制造商的开发时间并增加成本。  解决方案:瑞萨电子的RAA2S426x传感器信号调理芯片(SSC)旨在应对这些挑战。这种先进的CMOS集成电路为差分桥式传感器信号提供精确的放大和传感器特定的校正。通过提供可靠、准确的数据,RAA2S426x有助于提高整个汽车系统的性能和安全性。  主要优点  卓越的精度:RAA2S426xB具有超过900倍的前置放大和增强的模拟传感器偏移校正 (XSOC),可确保精确的信号调节,最大限度地减少失真和不准确。  增强保护:过压和反极性保护增强了器件的可靠性,即使在恶劣的汽车环境中也是如此。  温度补偿:三阶温度补偿可保持信号完整性,确保在条件变化的情况下保持一致的性能。  简化的集成:RAA2S426x支持多种通信接口(SENT、I2C和One-Wire),从而降低了布线复杂性并实现了更快的校准,从而简化了系统集成。  多功能应用:RAA2S426x是一种多功能解决方案,可优化整个行业的传感器性能,是新能源汽车和燃油汽车的发动机控制、线控制动系统、燃料电池技术和热管理的理想选择。  结论  RAA2S426x以无与伦比的精度和可靠性解决了这些问题。其强大的功能,包括具有超过900倍放大倍率的模拟前端、XSOC和卓越的保护电路,确保传感器数据保持准确可靠。其结果是提高了车辆性能,增强了安全性,并缩短了开发时间和成本。  RAA2S426x SSC解决了关键的信号调理挑战,为汽车创新树立了新标准,帮助制造商满足下一代汽车的需求。立即申请样品或RAA2S426XKIT评估套件开始您的下一个设计。
2025-05-27 10:08 阅读量:357
瑞萨电子与美的楼宇科技共建变频联合实验室,开启暖通空调智能化新篇章
  2025年5月21日,瑞萨电子与美的集团楼宇科技事业部在美的集团08空间签署变频技术联合实验室共建协议并举行揭牌仪式。该实验室将聚焦下一代暖通空调无感升级技术与边缘端AI场景化应用的深度研发,推动智能楼宇领域的技术革新与用户体验升级,为未来市场拓展奠定坚实基础。  ▲左:美的集团楼宇科技事业部氟机研发中心主任 罗彬  ▲右:瑞萨电子全球高级副总裁 Davin Lee  合作背景:强强联合,深化技术赋能  作为美的集团核心半导体供应商,瑞萨凭借其RX系列MCU,已在美的楼宇科技事业部的变频空调、智能控制系统等领域实现规模化应用。此次合作基于瑞萨和美的集团2025年3月签署的供应商合作协议,进一步聚焦暖通空调垂直场景,通过联合实验室实现技术深度融合与创新突破。  合作目标:技术升级与用户体验双驱动  01无感升级技术革新:依托瑞萨RX26T芯片的Dual Bank技术,实验室将研发空调系统运行时不停机无缝升级方案,显著减少设备停机维护时间,提升系统稳定性与用户使用体验。  02边缘AI场景化落地:通过瑞萨Reality AI技术,实验室将开发轻量化AI模型,实现边缘端智能技术落地。  03长期生态构建:联合实验室还将搭建软硬件调试环境与数据采集平台,为后续产品迭代提供标准化流程支持,并探索AI技术在美的全产品线的拓展应用。  展望未来:共筑智能楼宇新生态  联合实验室的成立标志着瑞萨与美的的合作从单一产品供应迈向全链路技术共创。未来,双方将围绕智慧建筑、能源效率优化等方向持续探索,推动半导体技术与暖通系统的深度融合,为全球用户提供更安全、智能、可持续的楼宇解决方案。  揭牌仪式后,双方团队合影留念。  ▲双方团队合影留念
2025-05-27 10:03 阅读量:407
瑞萨电子与华南理工大学共建嵌入式AI联合实验室揭牌仪式圆满举行
  全球半导体解决方案供应商瑞萨电子与华南理工大学共建嵌入式AI联合实验室,并于近日举行了揭牌仪式。双方围绕人工智能算法与硬件协同创新等前沿领域开展深度研讨,将围绕在技术合作、教学科研平台建设、以及高层次人才培养等方面建立长效协同机制,共同推动人工智能技术的创新应用与产业发展。  ▲左:瑞萨电子嵌入式处理器事业部副总裁 関俊彦  ▲右:华南理工大学计算机科学与工程学院副院长 敬超  华南理工大学计算机科学与工程学院副院长敬超教授代表学校及学院,向瑞萨公司代表团致以诚挚欢迎,并对双方共建联合实验室的正式成立表示热烈祝贺。他强调,期待校企双方基于既有合作基础,充分发挥各方资源优势与技术优势,通过协同创新实现优势互补,深化多维度战略合作,共同推进人工智能技术与实体产业的深度融合,并加速应用场景创新与复合型人才培养体系建设。计算机科学与工程学院毕盛副教授阐释了其科研团队在嵌入式系统与人工智能交叉领域的创新性研究成果,着重展示了在瑞萨Arm Cortex-M85内核RA8D1 MCU及Arm Cortex-M33内核RA6T2 MCU平台上的实践成果与创新性应用。  瑞萨电子嵌入式处理器事业部副总裁関俊彦先生阐述了瑞萨电子在嵌入式处理器领域的市场战略规划,深度解析了全球产业应用技术演进趋势,并重点介绍了公司在人工智能与机器学习领域构建的全方位技术解决方案体系。関俊彦先生表示瑞萨电子在深化中国市场的战略布局中,除持续强化研发制造、产品设计及生态体系建设外,尤为重视高等教育领域的战略合作。公司将充分发挥在嵌入式处理器研发及人工智能、电机控制等核心技术领域的领先优势,通过系统性大学合作计划着力培育新一代嵌入式技术创新人才,矢志成为支撑中国高等教育发展的核心合作伙伴。  随后双方共同参观了实验室,实验室团队成员展示了基于瑞萨电子人工智能技术方案Reality AI与e-AI在瑞萨Arm Cortex-M85内核RA8D1 MCU及Arm Cortex-M33内核RA6T2 MCU平台上的实践成果。  ▲双方代表合影  华南理工大学计算机科学与工程学院副院长敬超、华南理工大学计算机科学与工程学院毕盛等师生代表,瑞萨电子嵌入式处理器事业部副总裁関俊彦、瑞萨电子嵌入式处理器事业部市场总监沈清、全球销售与市场技术支持经理王传雷、嵌入式处理器事业部高级经理陈峰等共同出席了本次仪式。
2025-05-22 10:19 阅读量:294
  • 一周热料
  • 紧缺物料秒杀
型号 品牌 询价
MC33074DR2G onsemi
BD71847AMWV-E2 ROHM Semiconductor
TL431ACLPR Texas Instruments
CDZVT2R20B ROHM Semiconductor
RB751G-40T2R ROHM Semiconductor
型号 品牌 抢购
ESR03EZPJ151 ROHM Semiconductor
STM32F429IGT6 STMicroelectronics
BU33JA2MNVX-CTL ROHM Semiconductor
TPS63050YFFR Texas Instruments
IPZ40N04S5L4R8ATMA1 Infineon Technologies
BP3621 ROHM Semiconductor
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。

请输入下方图片中的验证码:

验证码