近年來，在新能源汽車、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、5G通信，以及消費(fèi)電子等領(lǐng)域的需求拉動(dòng)下，以碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）等為代表的第三代半導(dǎo)體，憑借各自高頻、高壓等諸多優(yōu)勢異軍突起，成為了備受關(guān)注的下一個(gè)技術(shù)方向。

作為全球領(lǐng)先的高壓集成電路供應(yīng)商，Power Integrations（以下簡稱“PI”）也觀察到了碳化硅和氮化鎵市場的發(fā)展前景，并且正在加緊布局和擴(kuò)大產(chǎn)能，蓄足力量迎接市場的強(qiáng)勁增長。

此前，PI已先后推出過650V/725V硅器件，以及750V氮化鎵器件。然而，為了滿足日益增長的電器功率需求，最近PI又發(fā)布了一款全新的900V氮化鎵器件，再一次將初級功率開關(guān)的性能提升到一個(gè)新的高度。

為了讓大家搶先了解這款產(chǎn)品，近日PI技術(shù)培訓(xùn)經(jīng)理Jason Yan在媒體溝通會(huì)上對其進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，并分享了相關(guān)領(lǐng)域的市場趨勢與技術(shù)發(fā)展。

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兩大技術(shù)加持，性能優(yōu)勢突出

據(jù)悉，此次發(fā)布的900V氮化鎵器件是PI旗下InnoSwitch3?系列反激式開關(guān)IC中的一款全新產(chǎn)品。由于InnoSwitch3?設(shè)計(jì)具有出色的輕載效率，并且可在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)提供高達(dá)95%的效率，同時(shí)在密閉適配器內(nèi)不使用散熱片的情況下可提供高達(dá)100W的功率輸出，因此該系列器件非常適合對能耗、外形尺寸或熱約束提出嚴(yán)苛要求的電源，特別是那些必須符合強(qiáng)制性總能耗（TEC）標(biāo)準(zhǔn)的電源。

在談及設(shè)計(jì)優(yōu)勢時(shí)，Jason Yan指出，InnoSwitch3?系列是一種高度集成的反激方案，該系列器件之所以能夠?qū)崿F(xiàn)大幅度的性能提升，主要得益于PI內(nèi)部開發(fā)的兩大創(chuàng)新技術(shù)——FluxLink?磁感電氣隔離通信技術(shù)和PowiGaN?技術(shù)。

其中，FluxLink?技術(shù)具有次級側(cè)控制方式的優(yōu)勢，兼具初級側(cè)驅(qū)動(dòng)方式的簡單性，以及極其快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，可在無需專用隔離變壓器檢測繞組和光耦的情況下，實(shí)現(xiàn)高效率、高精度和高可靠性的電源電路。

而PowiGaN?技術(shù)的最大特點(diǎn)就是具有更高的效率、更簡單易用、更完善的保護(hù)。在PI高度集成的離線反激式開關(guān)IC中，PowiGaN?開關(guān)替代了初級側(cè)的傳統(tǒng)硅晶體管，從而可以大幅降低開關(guān)損耗。與硅器件相比，PowiGaN?產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)體積更小、重量更輕、效率更高的充電器、適配器和敞開式電源設(shè)計(jì)。

在兩大技術(shù)的加持下，新款900V氮化鎵器件不僅可以提供高達(dá)100W的功率，效率超過93%，并且還能簡化空間受限型應(yīng)用的電源設(shè)計(jì)。

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豐富產(chǎn)品矩陣，解鎖更多應(yīng)用

為了滿足不同領(lǐng)域的使用要求，此次PI推出的900V氮化鎵器件共包含了InnoSwitch3-EP和InnoSwitch3-AQ兩個(gè)型號。雖然兩者采用的都是同步整流、波谷開通的非連續(xù)導(dǎo)通模式（DCM）和連續(xù)導(dǎo)通模式（CCM）的反激式控制器，但在應(yīng)用方面卻大不相同。

據(jù)Jason Yan介紹，全新的900V InnoSwitch3-EP主要應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，該器件集成了多項(xiàng)保護(hù)特性，包括輸入過壓及欠壓保護(hù)、輸出過壓、過流限制，以及過溫關(guān)斷，可以提供更高的安全裕量，因此非常適合市電電壓不穩(wěn)的國家或地區(qū)。

而符合AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)的InnoSwitch3-AQ則更適用于電動(dòng)汽車，尤其對于進(jìn)行12V電池替代的系統(tǒng)，該器件簡化了EV的功率架構(gòu)，可以提供更大的功率和更高的設(shè)計(jì)裕量，并且效率更高于硅基變換器。

要知道，功率變換器的效率對于汽車?yán)m(xù)航里程的提升，以及溫升性能的改善同樣非常重要。而汽車級InnoSwitch3-AQ器件不僅可以從400V母線提供100W的輸出功率，并且還具備了與800V電動(dòng)汽車系統(tǒng)所用的廣受歡迎的1700V碳化硅InnoSwitch3-AQ IC類似的性能和保護(hù)功能。

在Jason Yan看來，功率變換的未來在于氮化鎵。因?yàn)樵跇I(yè)界追求更高能效、節(jié)能減排的道路上，如果想要繼續(xù)以現(xiàn)有的速度發(fā)展，那么氮化鎵等寬禁帶半導(dǎo)體材料將是最有希望接力硅器件的革新技術(shù)。所以，近幾年P(guān)I在氮化鎵產(chǎn)品方面投入了大量的研發(fā)力量。

不難看出，在數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代背景下，當(dāng)前的能源發(fā)電和基礎(chǔ)設(shè)施、電動(dòng)和混合動(dòng)力汽車（EV和HEV）、電動(dòng)汽車充電、數(shù)據(jù)中心、工業(yè)自動(dòng)化、智能城市和建筑，以及家用電器和交通等應(yīng)用需求正在不斷增加，而功率半導(dǎo)體器件也正以前所未有的革新速度向著復(fù)合化、模塊化及功率集成的方向迅速發(fā)展，這一趨勢必將為氮化鎵技術(shù)應(yīng)用帶來更多的發(fā)展機(jī)遇和廣闊的市場空間。

相信在接下來的幾年里，PI還會(huì)推出更多的氮化鎵產(chǎn)品，期待它們能給IC行業(yè)帶來不一樣的驚喜。