“持久以来，宽禁带行业一直缭绕两种差别架构氮化镓晶体管争辩高下——常闭耗尽型 （D-mode）及加强型（E-mode）氮化镓。于设计电路时，人们偏向在利用加强型（E-mode）晶体管，但实在不管从机能、靠得住性、多样性、可制造性以和现实用途方面，常闭型（D-mode）都更优在前者。
持久以来，宽禁带行业一直缭绕两种差别架构氮化镓晶体管争辩高下 常闭耗尽型 （D-mode）及加强型（E-mode）氮化镓。于设计电路时，人们偏向在利用加强型（E-mode）晶体管，但实在不管从机能、靠得住性、多样性、可制造性以和现实用途方面，常闭型（D-mode）都更优在前者。
D-modeGaN的上风此前，GaN功率半导体产物的全世界领先企业Transphorm发布了《Normally-off D-mode 氮化镓晶体管的底子上风》的最新白皮书。此中，先容了normally-off D-mode GaN平台的几个要害上风，包括：
机能更高：优胜的 TCR (~25%)，更低的动态与静态导通电阻比 (~25%)，从而降低损耗，得到更高的效率及更优胜的品质因数 (FOM)。 高功率级运用越发轻易：Transphorm D-mode 具备较高的饱及电流，而 E-mode 则必需经由过程并联才能提供不异的电流，但这会致使功率密度及靠得住性降落。 稳健性且易驱动性：采用最稳健的硅MOSFET SiO2栅极，不受 E-mode 的 p 栅极限定，可兼容硅基驱动器及节制器。Transphorm于初入市场时，不停研究、切磋了两种差别的技能线路，终极决议采用常闭型D-mode。十多年来，Transphorm 依附最靠得住的GaN平台乐成引领行业，设计及制造用在新世代电力体系的高机能、高靠得住性650 V、900 V 及1200 V（ 尚处在开发阶段）氮化镓器件。今朝，Transphorm器件的现场运行时间已经跨越 2000 亿小时，笼罩了从低功率到高功率体系最广泛的运用范畴。
Transphorm营业拓展和市场营销高级副总裁Philip Zuk接管了中电网的采访，深切切磋了Transphorm氮化镓（GaN）产物的怪异特色、技能上风和其于高机能范畴的运用远景。他称： Transphorm的常闭耗尽型D-mode技能依附一个GaN焦点平台就可以涵盖整个功率规模，没有任何限定，而其他技能则兼需加强型GaN及SiC MOSFET才能到达一样的效果。
SuperGaN的上风Transphorm的SuperGaN技能是其产物线中的一年夜亮点。SuperGaN技能是一种共源共栅（cascode）布局的常闭耗尽型（normally-off D-mode）氮化镓平台。该平台特色使患上SuperGaN 具有了加强型（E-mode）氮化镓所不克不及相比的上风，包括：
※ Transphorm堆集了深挚的GaN专业常识及垂直整合使其可以或许快速开发出高机能、靠得住而且强劲的产物。
※ SuperGaN可以连结GaN器件2DEG（即二维电子气，2DEG沟道的电子迁徙率最高，可令开关机能到达当前任何其他化合物半导体技能都没法企和的程度。）的天然状况，充实使用2DEG的固有上风，将器件导通电阻降到最低。
※ 业界最富厚的封装类型：从传统的尺度TO封装，直至降低封装电感、提高事情频率及印刷电路板制造效率的顶部及底部冷却式表贴封装。
※ 业界领先的靠得住性：器件运行时间已经跨越3000亿小时，FIT妨碍率（每一10亿小时发生的妨碍次数）只有不到0.05。
此外，SuperGaN还有可以提供最高的矫捷性：
※ 直接替换E-mode加强型GaN分立器件解决方案以和Si及SiC MOSFET；
※ 提供差别的栅极驱动阈值电压，可以或许匹配利用E-mode加强型分立器件、高压超结及SiC MOSFET的电路设计；
※ 作为一个垂直整合的企业，可以或许实现体系级封装（SIP）互助。
Philip Zuk称，任何其他供给商都没法提供上述上风，这也是Transphorm的SuperGaN技能可以或许取患上乐成的要害地点。
助力快充市场如上所述， SuperGaN技能的上风使Transphorm 的高压氮化镓场效应晶体管产物组合可以或许满意现今广泛的市场运用。例如，于快充范畴，特别是智能手机及条记本电脑的充电器中，GaN器件于提高效率的同时减小体积，使快充装备更快捷高效。Philip Zuk认为，快充行业需要1200V GaN器件，Transphorm是一个垂直整合的企业，自立拥有外延片出产工艺，咱们的1200V平台采用的是蓝宝石基GaN， 650V SuperGaN平台采用的是硅基GaN。Transphorm将在本年下半年启动首款1200V器件的试样，帮忙晋升设计能力及结果，助力快充和800V电动汽车制造。
汽车范畴的新选择于运用更为广泛的新能源汽车范畴，同为宽禁带半导体的SiC被广泛采用，将来GaN于该范畴的运用会否更优在SiC呢？Philip Zuk认为，与SiC比拟，GaN具备更高的机能，而且GaN器件的制造与硅基制程平台兼容，衬底质料更自制，是以制造成本也更低。Transphorm的GaN技能650V以和行将于下半年推出的1200V平台可以不停改良机能及降低体系成本，而SiC却做不到。今朝，Transphorm的GaN技能已经运用在电动汽车的DC-DC以和车载充电器，并将于2030年进一步运用在车载逆变器驱动及三相快充站。
与竞争技能比拟绝不减色Transphorm的SuperGaN技能可以与浩繁其他技能开展竞争，包括硅超结、IGBT及碳化硅MOSFET等。
于可驱动性、可设计性及稳健性方面最靠近SuperGaN的技能，是已经上市近25年的硅超结MOSFET。SuperGaN不停仿效这些市场运用成熟技能的特征，利便客户尽快顺应并接管新的技能。
同时，SuperGaN还有为设计者提供并世无双的 GaN上风 ，即2DEG， 2DEG沟道的电子迁徙率最高，可令开关机能到达当前任何其他化合物半导体技能都没法企和的程度。
高机能SuperGaN技能于良率及靠得住性方面可与硅基技能媲美，并可将电源设计晋升至一个全新的高度，基在其他技能望尘莫和的固有质料属性，实现机能及功率密度更高而成本更低的体系。
全世界功率半导体市场正于快速扩大，特别是于能源效率及高机能需求驱动下，氮化镓技能的市场份额不停增长。跟着全世界列国推进碳中及方针，氮化镓技能于可再生能源、电动汽车、高效电源治理等范畴的运用远景广漠。
依附着全方位的产物平台，Transphorm的氮化镓器件已经经乐成运用在从数十瓦至7.5kW的设计和量产产物，运用范畴涵盖计较、能源/工业以和消费类适配器/快充电源。同时，Transphorm还有创造了氮化镓行业的浩繁 第一 ，为整个氮化镓功率半导体行业树立新的标杆，帮忙愈来愈多的客户熟悉氮化镓技能的上风，期待着Transphorm能为新一代电力体系带来更多的孝敬。
附：《Normally-off D-mode 氮化镓晶体管的底子上风》白皮书
https://transphormusa.cn/wp-content/uploads/2024/03/Normally-off-D-Mode-氮化镓晶体管的底子上风-Final.pdf
截至
