GaN FET应用正在迅速增长

日期:2015-10-28

 
 

作者:Alex Lidow,Efficient Power Conversion
 
增强型氮化镓晶体管已商用了五年了。商业上可用的氮化镓(GaN)FET都比先进的基于硅的功率MOSFET具有更高的性能和更低的成本。这一成就标志着60年来第一次与硅竞争的任何技术无论是在性能和成本,以及信号方面都令人尊敬。
在过去五年,利用GaN FET的应用个案数目成倍增加。最初旨在提高隔离和非隔离DC-DC转换器的效率,由GaN FET实现的超快开关速度使令人惊讶的新应用浮出水面。氮化镓技术实现的新应用的例子包括,自主车辆的高分辨率LiDAR,以及增强人机接口、无线网络的RF包络跟踪,如4G/LTE、无需电源线的无线电力传输等,以及更精确地隔离人类组织行为的高分辨率磁共振成像系统。GaN FET也显示了在极端辐射环境中工作的能力,为卫星电源系统开辟了许多新的可能性。
除了这些全新的应用,在高效率DC-DC转换器方面GaN晶体管有很大的进步。基于GaN FET的系统通常大幅度优于基于硅的系统,始终是尺寸更小,效率更高,并已被证明非常可靠。在最近一个例子中表明,GaN晶体管增加了功率密度,Efficient Power Conversion公司(EPC)开发了完全隔离和稳压的500W八分之一砖。该公司还发布了500W全稳压和隔离48VIN – 12 VOUT八分之一砖示范系统,在初级侧使用了80 V EPC2021 eGan FET,在二次侧是作为同步整流器60 V EPC2020 eGaN FET。
作为快速发展的氮化镓技术的一个例子,在2014 EPC上介绍了第一个增强模式GaN集成电路——一个系列半桥器件,进一步改善了系统速度和功率密度。更复杂的IC将接踵而来。GaN技术的应用与发展一直进展非常迅速,使人想起了基于硅的数字集成电路的摩尔定律。2018年,GaN晶体管全球收入构成的大约一半预计将来自在2010年GaN功率晶体管发布之前不存在的应用。
许多预测机构,如IHS和Yole Development等预测,GaN晶体管收入将于2021年达到10亿美元。目前有超过90%的市场份额GaN功率晶体管的领先者EPC预测,到2018年,当GaN FET首次变得可用时甚至不存在的新的终端应用将几乎占有一半的市场。
GaN技术正迎来电力电子技术创新的一个新时代。GaN晶体管比其前辈基于硅的MOSFET更可靠、速度更快、更小和更低制造成本,通过大幅提高功率转换的效率,为改进我们每一天生活的全新产品提供新的可能性,为现有产品带来了新的生命。
 
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