近年來，在新能源汽車、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、5G通信，以及消費電子等領域的需求拉動下，以氮化鎵（GaN）和碳化硅（SiC）等為代表的第三代半導體，憑借各自高頻、高壓等諸多優(yōu)勢異軍突起，成為了備受關注的下一個技術方向。

作為全球知名的半導體制造商，ROHM（羅姆）自然也觀察到了氮化鎵和碳化硅市場的發(fā)展前景，并且已經著手布局了相關產品線，蓄足力量迎接市場的強勁增長?；诙嗄攴e累的豐富半導體生產工藝技術，羅姆開發(fā)了顛覆傳統(tǒng)的氮化鎵品牌——EcoGaN?系列產品，旨在進一步實現(xiàn)應用產品的節(jié)能和小型化。

為了讓大家全面地了解這一品牌，以及基于EcoGaN?系列的創(chuàng)新型電源解決方案，近日羅姆半導體（北京）有限公司技術中心總經理水原德健先生在媒體溝通會上對其進行了詳細的介紹，并分享了相關領域的市場趨勢與技術發(fā)展。

立足技術，潛心研發(fā)

據(jù)了解，羅姆在電源領域的產品覆蓋了從功率器件到驅動IC，再到功率模塊和電阻等。這其中，在功率器件方面，羅姆不僅擁有硅、碳化硅和氮化鎵等主流的半導體材料相關產品，還有IGBT、SJ-MOSFET、SBD和FRD等其它功率半導體器件。而羅姆研發(fā)氮化鎵相關產品，最早可以追溯到2006年。

（羅姆在電源領域的舉措）

據(jù)水原德健介紹，氮化鎵是一種重要的功率半導體材料，與硅和碳化硅相比，雖然它們具有許多相似的特性，但氮化鎵的禁帶寬度更寬，擊穿電場強度更高，電子飽和速度更快。

“要知道，電子飽和速度快，意味著電子和空穴的復合更快，也就是開關速度更快。而開關速度的提升，又意味著可以實現(xiàn)更高頻率的應用，并且損耗更小。相比之下，氮化鎵在開關速度和頻率方面均優(yōu)于硅，這也是氮化鎵的優(yōu)點所在?！彼陆〗忉屨f。

（一次電源市場需求）

另外，羅姆認為，消費電子、工業(yè)和數(shù)據(jù)中心應用已成為功率器件增長的催化劑，但這些應用所產生的功耗也將不可避免地迅速提升。而在電源中使用高電源轉換效率的氮化鎵，不僅可以顯著減少能源消耗，還能有效滿足縮小應用尺寸和厚度的行業(yè)發(fā)展要求，為節(jié)能環(huán)保做出貢獻。因此，羅姆希望通過開發(fā)出EcoGaN?系列產品，可以更大程度地發(fā)揮氮化鎵的性能，實現(xiàn)氮化鎵的穩(wěn)定控制。

（EcoGaN?系列產品簡介）

為了滿足不同領域的使用要求，羅姆EcoGaN?系列的器件有150V耐壓的GaN HEMT和650V耐壓的GaN HEMT兩種產品。雖然兩者采用的都是氮化鎵，但技術特性和應用范圍卻略有不同。

其中，150V GaN HEMT早在2022年就已經量產了，憑借其獨特的結構，羅姆成功地將柵極-源極額定電壓從普通GaN產品的6V提高到8V，提升了GaN器件電源電路的設計裕度和可靠性。

（150V GaN HEMT概要）

而650V GaN HEMT則是2023年4月實現(xiàn)量產的，通過內置ESD保護元件，其穩(wěn)定性和可靠性更勝一籌。

（650V GaN HEMT概要）

銳意革新，永不止步

在產品革新的道路上，羅姆永不止步。為了充分提高GaN HEMT的低損耗和高速開關性能，使器件應用更加穩(wěn)定可靠，羅姆不僅注重提高GaN HEMT單體的性能，還不斷改進驅動技術和控制技術，讓GaN器件在各種應用中進一步普及。

據(jù)悉，羅姆為了挑戰(zhàn)DC-DC轉換器的“單芯片化”問題，開發(fā)了超高速脈沖控制技術“Nano Pulse Control?”，成功地將控制脈沖寬度從以往的9ns縮短到2ns的業(yè)界超高水平，并通過與GaN HEMT組合實現(xiàn)了高速開關。

（GaN器件與Si器件電源電路尺寸比較）

在具體產品方面，為了讓客戶更好、更方便地應用氮化鎵，羅姆還通過結合其擅長的功率和模擬兩種核心技術優(yōu)勢，開發(fā)了集650V GaN HEMT和柵極驅動用驅動器等于一體的EcoGaN? Power Stage IC“BM3G0xxMUV-LB”。由于該產品運用了“超高速驅動控制”IC技術，因此可以更大程度地激發(fā)出GaN器件性能。

簡單來說，該產品主要具有三個優(yōu)勢：一是，通過將IC用作Power Stage電路，可以輕松安裝GaN器件；二是，由于支持更寬的驅動電壓范圍（2.5V～30V），并且擁有支持一次側電源各種控制器IC的性能，因此可以替換現(xiàn)有的功率半導體電路；三是，開關損耗更低，有助于應用產品的進一步節(jié)能和小型化。

根據(jù)官方提供的數(shù)據(jù)顯示，與Si MOSFET相比，羅姆推出的Power Stage IC可使器件體積縮小99%，功率損耗降低55%?？梢哉f，這一解決方案對減少數(shù)據(jù)服務器等工業(yè)設備和AC適配器等消費電子設備的體積及損耗非常有效。

（EcoGaN? Power Stage IC簡介）

然而，以上介紹的技術和產品，還只是羅姆的冰山一角。據(jù)水原德健透露，今后，隨著GaN器件的性能進一步提高和陣容擴充，羅姆還將持續(xù)推進用于驅動GaN HEMT的、內置控制器的器件和模塊的開發(fā)，進一步加強電源解決方案。

（EcoGaN?相關產品的產品路線圖）

可以想象，在羅姆擅長的功率和模擬兩大核心技術的加持下，未來的電源技術將會朝著更高的性能跨進。屆時，希望這些產品能給IC行業(yè)帶來不一樣的驚喜。