Navitas公司的革命性GaN功率IC

发布时间:2017-9-26 14:50    发布者:eechina
关键词: Navitas , GaN
相对于微电子技术,电力电子技术的发展相对缓慢。电子产品的尺寸越来越小、性能越来越强,但与之配套的电源却很久没有实现大幅进步。不过,僵局很快就会被打破。总部位于美国加州El Segundo的Navitas公司(纳微半导体)研发的的GaN(氮化镓)功率集成电路技术将为电源技术带来一场革命。

我们知道,要缩小外围无源器件的尺寸,电源的开关频率越高越好。然而,传统的硅器件不能支持太高的频率,因为这样会导致损耗过大,效率下降。新的功率半导体材料如SiC和GaN则可以在更高的频率下工作,所以这两种材料成为了业界关注的焦点。

据Navitas(拉丁语“能源”之意)公司共同创始人兼首席技术官/首席运营官Dan Kinzer先生介绍,GaN功率IC可以在高达10MHz的频率下工作,而且在软开关模式下其效率不但不会随着频率的升高而衰减,反而会得到提高。因而,GaN功率IC在缩减系统体积、重量和成本的同时,还可以大幅降低系统能耗,最高可以比硅器件节能5倍。

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当然,GaN功率器件并非Navitas公司所独有,但GaN功率集成电路的确是Navitas的独有技术。也就是说,目前仅有Navitas公司可提供GaN功率IC,其他公司生产的不过是GaN分立器件。

这里要介绍一下新型材料GaN和SiC的特性区别。SiC为垂直结构,更适合1kV以上大电压应用,如光伏发电和风力发电等,而GaN为平面结构,与硅材料类似,可以制作集成电路,适合1kV以下的各类供电应用。2014年才创立的Navitas主攻的就是GaN功率IC这一颇具市场前景的技术空白。该公司的六位高层管理人士都具有资深技术背景,就连销售及市场推广副总裁Stephen Oliver也持有数项功率半导体专利。如今,该公司发布的专利总数已经超过200项。

在这里我们不由地感慨一下美国硅谷的人才优势,以及整个美国教育系统和高科技行业孕育创新人才的深厚土壤。相比之下,中国经济虽然发展迅速,但在高端人才方面还十分欠缺,而且孕育、涵养人才的生态系统与美国相比差距仍然巨大。不过,中国的优势是,华人人才的年龄更小,时间在我们这边。

Navita的AllGaN产品包括单片式GaN功率IC和半桥GaN功率IC,工作电压在650V,集成有GaN FET、GaN驱动器、GaN逻辑(电平转移、引导、UVLO、击穿和ESD),如下图所示。在一片GaN晶片上集成多种电路的设计简化了系统,缩小了系统尺寸并优化了性能。据介绍,该系列产品最大功率可达3.2kW,用途十分广泛。

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最近,Navitas公司发布了一款基于GaN功率IC技术的65W笔记本电脑适配器方案,该方案可让现有的适配器体积缩小5倍,尺寸相当于手机充电器。详情点击这里:http://www.eechina.com/thread-516954-1-1.html。实际上,这只是GaN功率IC技术应用的开端,我们期待它在更多的领域发挥更大的作用,改变我们的生活。

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