所以,我想說這個概念是完全可擴展的。因此,我們可以為低功率制作非常高的 RDS (on) 部件,或為高功率制作非常低的 RDS (on) 部件。通過簡單地重塑設(shè)計,它可以擴展到低電壓,但這個概念是成立的。這就是我們基本上認為我們已經(jīng)實現(xiàn)了最初目標的方式。
考慮過引入單片集成到功率晶體管中的柵極驅(qū)動器的主題,但我想說,這是一個非常好的低功耗解決方案(今天,我們知道市場正在告訴這一點)。但它可能會在高功率時變得有損。我會說,由于片上熱耦合,驅(qū)動器可能會因功率晶體管的自熱而遭受額外的損失。因此,我們認為最好讓我們的客戶繼續(xù)使用他們多年來一直使用硅的 MOSFET 驅(qū)動器,以保留對柵極驅(qū)動器的選擇。現(xiàn)在,最終每個柵極驅(qū)動器都可以與 E 模式 GaN 耦合,這基本上就像 MOSFET 一樣驅(qū)動 GaN。
我現(xiàn)在想評論的一個話題是熱管理方面的。雖然寬帶隙半導(dǎo)體、氮化鎵,但不僅如此,碳化硅解決方案也承諾更高的工作溫度和更高的效率。如我們所知,設(shè)計人員在將這些設(shè)備設(shè)計到系統(tǒng)中時還需要考慮熱管理問題?
那么,我們的技術(shù)策略是什么?我們?nèi)绾慰创S著功率密度不斷提高的熱管理需求對工藝和封裝技術(shù)未來發(fā)展的影響?
這是一個很好的觀點。當然,你知道,Maurizio,我們大多數(shù)參與 GaN 的人經(jīng)常強調(diào) GaN 的一個好處是,可以在比目前基于硅架構(gòu)的正常開關(guān)頻率高得多的情況下實現(xiàn)非常高的效率。當然,在這樣做時,我們說應(yīng)使用可表面貼裝的封裝,以減少電感并支持高頻。否則包裹會成為真正的瓶頸,對吧?因此,人們無法充分利用 GaN 的優(yōu)勢。
不幸的是,可用于大功率的 SMD 封裝并不多,制造電源的人們?nèi)匀环浅R蕾?TO-220、TO-247 等整體封裝。CGD 以 DFN 8×8、DFN 5×6 等 SMD 封裝進入市場,適用于中低功率應(yīng)用。但它也非常重要,特別是對于高功率部分,為了支持數(shù)據(jù)中心服務(wù)器對效率的高需求,所以假設(shè)超過 1 千瓦,開發(fā)熱增強 SMD 解決方案非常重要,我們正在這樣做與我們的組裝現(xiàn)場。當然,它們的熱阻非常低。我們將在適當?shù)臅r候分享這些。
原則上,主題是:使用 GaN,我們允許用戶縮小他的應(yīng)用程序,但熱量仍然存在。它必須以某種方式消散。我們正在走向死胡同嗎?所以,我想說,首先,我們使用 GaN 是安全的,因為人們應(yīng)該注意到 GaN 的開關(guān)損耗是迄今為止最低的。因此,輸出損耗明顯低于任何其他技術(shù)。柵極電荷比硅好10倍,低于硅和碳化硅。
因此,部分答案是,對于 GaN,我們必須處理低得多的熱量才能消散。但是當然,散熱這個話題很重要,我認為未來幾年我們將看到市場發(fā)展的方向之一可能是采用芯片嵌入等解決方案,它可以通過很多方式顯著降低熱阻PCB 內(nèi)部更有效的熱管理。但總的來說,我也會說來自 GaN 制造商的其他元素可以幫助改善 PCB 級別的冷卻。
我之前說過,我們正在將傳感和保護功能集成到 GaN HEMT 中。考慮集成電流感應(yīng)。通常,為了檢測電流,需要添加外部檢測電阻器,這當然會阻止將晶體管連接到接地層。通過將這一功能引入 HEMT,現(xiàn)在可以將 HEMT 源連接到地。通過這種方式,冷卻可以更加有效,因為現(xiàn)在我們可以根據(jù)需要設(shè)計冷卻路徑,并專注于實現(xiàn)較低的工作溫度,反之亦然。對于相同的熱量,我們可以使用更高的 RDS (on)。
這就是 50 伏以下 IC-GaN 技術(shù)中包含的全部內(nèi)容。所以,這是一個組合。晶體管技術(shù)可以改善冷卻或為用戶提供更多的自由度。但是,當然,從封裝的角度來看,仍然可以做很多事情來幫助 SMD 技術(shù)變得像通孔一樣具有性能。