2021年12月17日，中國(guó) —— 服務(wù)多重電子應(yīng)用領(lǐng)域的全球半導(dǎo)體領(lǐng)導(dǎo)者意法半導(dǎo)體(STMicroelectronics，簡(jiǎn)稱ST;紐約證券交易所代碼:STM) 推出了一個(gè)新系列—— 氮化鎵(GaN) 功率半導(dǎo)體。該系列產(chǎn)品屬于意法半導(dǎo)體的STPOWER 產(chǎn)品組合，能夠顯著降低各種電子產(chǎn)品的能耗和尺寸。該系列的目標(biāo)應(yīng)用包括消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品的內(nèi)置電源，例如，充電器、PC機(jī)外部電源適配器、LED 照明驅(qū)動(dòng)器、電視機(jī)等家電。消費(fèi)電子產(chǎn)品內(nèi)置電源的全球產(chǎn)量很大，如果提高能效，可大幅減少二氧化碳排放。在功率更高的應(yīng)用中，意法半導(dǎo)體的 PowerGaN器件也適用于電信電源、工業(yè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、太陽(yáng)能逆變器、電動(dòng)汽車(chē)及其充電設(shè)施。

意法半導(dǎo)體汽車(chē)與分立器件產(chǎn)品部副總裁、功率晶體管事業(yè)部經(jīng)理Edoardo Merli 表示：“基于 GaN 的產(chǎn)品商用是功率半導(dǎo)體的下一個(gè)攻堅(jiān)階段，我們已準(zhǔn)備好釋放這一激動(dòng)人心的技術(shù)潛力。今天，ST 發(fā)布了STPOWER 產(chǎn)品組合的新系列的首款產(chǎn)品，為消費(fèi)、工業(yè)和汽車(chē)電源帶來(lái)突破性的性能。我們將逐步擴(kuò)大 PowerGaN 產(chǎn)品組合，讓任何地方的客戶都能設(shè)計(jì)更高效、更小的電源?！?

技術(shù)細(xì)節(jié)

氮化鎵 (GaN) 是一種寬帶隙復(fù)合半導(dǎo)體材料，電壓耐受能力比傳統(tǒng)硅材料高很多，而且不會(huì)影響導(dǎo)通電阻性能，因此可以降低導(dǎo)通損耗。此外，GaN產(chǎn)品的開(kāi)關(guān)能效也比硅基晶體管高，從而可以取得非常低的開(kāi)關(guān)損耗。開(kāi)關(guān)頻率更高意味著應(yīng)用電路可以采用尺寸更小的無(wú)源器件。所有這些優(yōu)點(diǎn)讓設(shè)計(jì)人員能夠減少功率變換器的總損耗(減少熱量)，提高能效。 因此，GaN 能更好地支持電子產(chǎn)品輕量化，舉例來(lái)說(shuō)，與目前隨處常見(jiàn)的充電器相比，采用GaN 晶體管的PC機(jī)電源適配器更小、更輕。

據(jù)第三方測(cè)算，在使用GaN器件后，標(biāo)準(zhǔn)手機(jī)充電器最多可瘦身40%，或者在相同尺寸條件下輸出更大的功率，在能效和功率密度方面也可以取得類(lèi)似的性能提升，適用于消費(fèi)、工業(yè)、汽車(chē)等各種電子產(chǎn)品。

作為意法半導(dǎo)體新的G-HEMT 晶體管產(chǎn)品家族的首款產(chǎn)品，650V SGT120R65AL具有 120m?的最大導(dǎo)通電阻 (Rds(on))、15A 的最大輸出電流和優(yōu)化柵極驅(qū)動(dòng)的開(kāi)爾文源極引腳。該產(chǎn)品目前采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 PowerFLAT 5x6 HV 緊湊型貼裝封裝，其典型應(yīng)用是PC適配器、USB壁式充電器和無(wú)線充電。

正在開(kāi)發(fā)的 650V GaN 晶體管現(xiàn)在有工程樣品提供，其中120m? Rds(on)的 SGT120R65A2S采用2SPAK?高級(jí)層壓封裝，取消了引線鍵合工序，提高了大功率高頻應(yīng)用的能效和可靠性，SGT65R65AL 和 SGT65R65A2S的導(dǎo)通電阻都是65m? Rds(on)，分別采用PowerFLAT 5x6 HV 和 2SPAK封裝。這些產(chǎn)品預(yù)計(jì)在 2022 年下半年量產(chǎn)。

此外，G-FET 系列還推出一個(gè)新的共源共柵 GaN 晶體管 SGT250R65ALCS，采用 PQFN 5x6封裝，導(dǎo)通電阻為250m? Rds(on)，將于 2022 年第三季度提供樣品

G-FET? 晶體管系列是一種非常快、超低 Qrr、穩(wěn)健的 GaN 共源共柵或 d 模式 FET，帶有標(biāo)準(zhǔn)硅柵極驅(qū)動(dòng)，適用于各種電源設(shè)計(jì)。

G-HEMT? 晶體管系列是一種超快、零 Qrr 的增強(qiáng)模式 HEMT，并聯(lián)簡(jiǎn)易，非常適合頻率和功率非常高的應(yīng)用。

G-FET 和 G-HEMT 都屬于 STPOWER 產(chǎn)品組合的 PowerGaN 系列。