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首秀中国!英飞凌新一代CoolGaN 氮化镓系列,开创能效巅峰“芯”纪元~

这个11月,对英飞凌来说是丰收满满、喜事一桩接一桩~首先进博会期间英飞凌“C位”登场各大电视台,继而财报公布——2018财年营收大涨,功率半导体全球市场份额持续排名第一!👏👏


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基于这样的斐然成绩,英飞凌不断突破,日前在“创新之都”深圳正式发布下一代功率半导体产品、全新的电源转换标杆——采用氮化镓材料的CoolGaNTM 增强型HEMT和氮化镓开关管专用驱动芯片(GaN EiceDRIVERTM IC),为业界提供超高能源效率和可靠性,使消耗更少一点、收获更多一些。正如英飞凌大中华区副总裁,电源管理及多元化市场事业部负责人潘大伟在发布会上做出的承诺:“创新,英飞凌的DNA!”

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潘大伟表示:英飞凌面向中国市场正式推出采用氮化镓材料的功率半导体产品



01
英飞凌“官宣”全面覆盖Si、SiC和GaN等功率产品啦~




在本次新品发布会上,英飞凌向众多业界媒体展示了最新的CoolGaN 600V增强型HEMT,以及专用的氮化镓开关管驱动芯片EiceDRIVER IC——1EDF5673K、1EDF5673F和1EDS5663H。英飞凌CoolGaN技术旨在充分利用氮化镓的优势,其中CoolGaN 600V增强型HEMT产品适用于消费和工业应用,如服务器、电信设施、无线充电、适配器和充电器等,且远远超出当前标准。至此,随着英飞凌先进氮化镓解决方案的推出,英飞凌成为了市场上唯一一家提供涵盖硅(Si)、碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)等材料的全系列功率产品的公司!

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英飞凌发布CoolGaN 600V增强型HEMT和专用的氮化镓开关管驱动芯片



毫无疑问,氮化镓超越了硅的基本优势,特别在较高临界的电场对于出色的特定导通电阻和较小电容的功率半导体器件非常具有吸引力。而事实上,硅(Si)、碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)等材料的优势各异,在众多细分的垂直应用中,三大半导体材料技术并驾齐驱。比如硅是现存最主流的半导体材料。碳化硅材料,很大程度上补充了硅在某些特性上的不足,特别适合高功率、高频应用。氮化镓,则适用于中功率、更高开关频率的应用,是探索硅、碳化硅无法企及的应用领域的首选技术!

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英飞凌CoolGaN是打开高效能源之门的钥匙



英飞凌大中华区副总裁,电源管理及多元化市场事业部负责人潘大伟表示:在接下来的10-20年时间,这三种半导体材料将共存于整个市场。伴随市场规模的不断扩大,作为唯一一家提供覆盖这些材料的全系列功率产品的公司,英飞凌拥有研发、生产、质量、销售的完整价值链,这是很大的一个优势!也正因如此,英飞凌将持续加大投入,不断探索更高能效的功率技术,强化我们在这一领域的领先地位!



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英飞凌提供Si、SiC、GaN等材料的全系列功率产品


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英飞凌具备CoolGaN制造的完整价值链




02
99%?CoolGaN表示系统效率和可靠性没有极限!




那么,最新发布的CoolGaN 600V增强型HEMT为何能成为市场上具有最佳性能的功率器件呢?这是因为CoolGaN增强型HEMT采用可靠的常闭概念,经过专门优化,可实现快速开通和关断;在开关模式电源(SMPS)中实现高能效和高功率密度,其优值系数(FOM)在当前市场上的所有600V器件中首屈一指。



英飞凌科技奥地利股份有限公司电源管理与多元化事业部资深市场营销经理邓巍博士在发布会上说道:“CoolGaN开关的栅极,输出电荷极低,且具有线性的输出电容,可在反向导通状态下提供优异的动态性能,进而能够使用更紧凑的拓扑结构,大幅提高工作频率,从而通过缩小被动元器件的总体尺寸,提高功率密度。”


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邓巍博士向业界媒体介绍英飞凌CoolGaN的产品优势


英飞凌CoolGaN 600V增强型HEMT在功率因数校正(PFC)变流器里具有超高的能效(2.5kW PFC能效>99.3%)。相同能效下的功率密度可达到160 W/in3 (3.6kW LLC能效>98%)。在谐振拓扑中,CoolGaN线性输出电容可将死区时间缩短至八分之一到十分之一。



GaN功能

>10倍击穿场和两倍的迁移率

>输出电荷低10倍

>零反向恢复电荷

>栅极电荷低10倍,线性COSS





技术优势

>极低的RDS(on),有很大潜力能够降低成本

>谐振电路效率更高

>新拓扑和电流调制

>快速和(近乎)无损的开关





客户优势

>高功率密度,更加小巧轻便

>更高效率,帮助终端客户节省运营成本

>降低物料清单(BOM),降低系统成本





    


除了出色的功率性能,CoolGaN还拥有行业领先、无与伦比的可靠性。在质量控制过程中,英飞凌不仅对器件本身进行全面测试,而且对其在应用环境中的性能进行全面测试。这确保了CoolGaN开关满足甚至优于最高质量标准。


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英飞凌为氮化镓产品设定严苛的测试流程


据邓巍博士解释,GaN开关的规格认证需要专门的方法,远远超出现有的硅标准:英飞凌全面提升GaN器件的质量,使GaN器件跟现有英飞凌硅器件同样可靠,GaN测试条件远远超出应用标准,确保提供长期质量和可靠性。


加速老化测试亦已包括在GaN测试验证过程当中,通过掌握客户应对开关器件应用场景和GaN器件失效模型分析的验证方法,英飞凌确保GaN器件在目标应用中完全满足寿命和质量要求。



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英飞凌氮化镓技术拥有4大核心竞争优势




03
释放CoolGaN的所有潜力,驱动IC还需专用




尽管CoolGaN 600V增强型HEMT具有优异的性能,但从系统的角度出发,整体系统的效率提高需要更全面的考量。因此,你需要英飞凌同步推出的GaN EiceDRIVER氮化镓开关管驱动芯片,来作为CoolGaN增强型HEMT的完美搭档。在采用氮化镓开关管驱动芯片之后,工程师可以确保CoolGaN开关实现(1)最佳强健性(2)最高效率,同时(3)最大限度地减少研发工作量,加快将产品推向市场。


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高压氮化镓驱动



邓巍博士指出:“不同于传统功率MOSFET的栅极驱动IC,这个针对英飞凌CoolGaN量身定制的栅极驱动IC可提供负输出电压,以快速关断氮化镓开关。在开关应处于关闭状态的整个持续时间内,GaN EiceDRIVER IC可以使栅极电压稳定保持为零。这可保护氮化镓开关不受噪音导致误接通的影响,哪怕是首脉冲,这对于SMPS实现强健运行至关重要。


氮化镓栅极驱动芯片可实现恒定的GaN HEMT开关转换速率,几乎不受工作循环或开关速度影响,确保了系统运行稳健性和高能效,大大缩短研发周期。


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使用CoolGaN 增强型HEMT与氮化镓开关管驱动芯片打造高功率SMPS应用示例




当拥有了英飞凌CoolGaN 600V增强型HEMT和专用的氮化镓开关管驱动芯片之后,设计一个高能效的系统变得十分轻松。此次发布会,合作伙伴Bel Power Solutions出席为英飞凌站台,展示了一款采用英飞凌CoolGaN产品打造的6kW高效率、高功率密度AC-DC电源方案,在10-100%负载段均保持>97%的效率,并实现了效率、散热和空间优化等方面的平衡。


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应用于数据中心的6kW电源模块


Bel Power Solutions研发部电子设计助理经理陈伟称:“Bel Power Solutions与英飞凌合作多年,通过采用英飞凌CoolGaN产品,Bel Power Solutions能够为客户提供更高效率、更高功率密度的电源产品。”

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陈伟讲述Bel Power Solutions与英飞凌的紧密合作


此外,发布会现场还带来2.5kW全桥图腾柱PFC评估板,基于英飞凌氮化镓等功率器件的优势,将服务器电源以及电信整流器等关键应用的系统效率提升至99%以上。筒子们可以戳视频了解一下哦~



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2.5kW全桥图腾柱PFC评估板


实验讲座





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