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VisIC Technologies与台积电开展合作

导读: VisIC Technologies 致力于为能源转换系统开发和销售基于氮化镓的高效功率器件,目前推出业内首个1200伏氮化镓模块的样品,并且宣布与台积电就其用于硅技术的氮化镓达成生产合作协议。

VisIC Technologies 致力于为能源转换系统开发和销售基于氮化镓 (GaN) 的高效功率器件,目前推出业内首个1200伏氮化镓模块的样品,并且宣布与台积电 (TSMC) 就其用于硅技术的氮化镓达成生产合作协议(去年公布)。目前已经在给一些领先的客户提供工程样片,而相关展示将在2018年上海国际电力元件、可再生能源管理展览会 (PCIM China 2018 Shanghai) 期间举行。

这种超快的功率器件模块在业内的效率最高,可以用于支持小型化且高效的 xEV 充电系统和不间断电源 (UPS) 系统。

全新 VisIC 模块以台积电的 650D 硅上氮化镓工艺为基础,利用了目前已经广泛应用在 xEV 充电系统和数据中心电源供应领域并实现重大变革同类的宽禁带技术。台积电的硅上氮化镓工艺进一步提供高良率和快速产能扩充能力,同时 VisIC 的氮化镓晶体管设计使性能达到前所未有的高水平。高电子迁移率晶体管 (HEMT) 的设计提供了10纳秒以下的开关时间,在这种设计中电子可以在二维量子中流动,而与电子在碳化硅 (SiC) 晶体管 (MOSFET) 中流动有着本质上的不同。

1200伏的耐电压等级,氮化镓模块提供了仅为40毫欧的导通电阻。目标应用是用于电机驱动、三相电源供应和需要电流能力至50安的其它功率转换应用。

VisIC 的1200伏氮化镓设备是一种半桥模块,在单一封装中将氮化镓高晶体管 (HEMTs) 与 Push-pull 电路、过流和过热保护等电路结合在一起。这种设计利用了 VisIC 的创新型先进低损耗开关(ALL-Switch?)技术,而该技术采用了获得专利的高密度横向布局,由此实现了快速转换性能和低导通电阻。

高电压氮化镓模块具有低栅极电荷和结电容、及低导通电阻,从而使氮化镓器件的开关损耗可以低至140微焦耳。所以,该器件的开关损耗较碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管降低3到5倍。

设计者利用 VisIC 的1200伏氮化镓模块,可以在不影响性能的情况下,显著减少系统的大小,由此制造超小型电动汽车充电器,将其用于电动汽车或针对工业应用的高效电机驱动。

据市场研究与战略咨询公司 Yole Developpement (Yole) 称,650伏耐压及以内的氮化镓功率器件市场的规模预计到2020年将超过33.25亿美元(来源:《氮化镓功率外延、设备、应用和技术趋势》(GaN Power Epitaxy, Devices, Applications and Technology Trends) 报告,Yole 发展部,2017年11月)。VisIC 的全新产品打入了更为广大的1200伏阻断电压市场,而该市场目前由基于硅的绝缘栅双极型晶体管 (IGBT) 器件提供。

台积电欧洲、中东与非洲地区总裁 Maria Marced 表示:“我们很高兴与快速发展的氮化镓功率市场中令人振奋的全新进入者 VisIC 开展合作。台积电对我们的氮化镓制造能力进行了重大的资本与工程投资,而这使该平台非常适合满足及支持 VisIC 及其客户的需求。在 VisIC 推出这个全新平台之际,我们期待与该公司进行合作。”

除了不间断电源和 xEV 充电系统之外,1200伏氮化镓技术还能支持一系列广泛的逆变器应用,这些逆变器应用需要数百安培的大电流。这种高电流应用对器件的依赖需要由台积所提供的高电压氮化镓制造能力来支撑。

VisIC 首席技术官 Gregory Bunin 说:“相比于硅或碳化硅,氮化镓拥有更好的基本物理特性,例如最大击穿电场强度和电流密度。氮化镓产品在满足高电压、高电流市场需求方面几乎没有限制。这项制造合作将支持VisIC快速提高产能。我很高兴与台积电进行合作。他们是卓越的世界级供应链合作伙伴,而我相信他们能够为我们对氮化镓功率设备的空前增长预期提供支持。”

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