近年來，在新能源汽車、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、5G通信，以及消費電子等領(lǐng)域的需求拉動下，以碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）等為代表的第三代半導體，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)注的下一個技術(shù)方向。

作為全球領(lǐng)先的高壓集成電路供應商，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大產(chǎn)能，蓄足力量迎接市場的強勁增長。

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)培訓經(jīng)理Jason Yan在媒體溝通會上對其進行了詳細的介紹，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)計具有出色的輕載效率，并且可在整個負載范圍內(nèi)提供高達95%的效率，同時在密閉適配器內(nèi)不使用散熱片的情況下可提供高達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苛要求的電源，特別是那些必須符合強制性總能耗（TEC）標準的電源。

在談及設(shè)計優(yōu)勢時，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)動方式的簡單性，以及極其快速的動態(tài)響應特性，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)的最大特點就是具有更高的效率、更簡單易用、更完善的保護。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。

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100W的功率，效率超過93%，并且還能簡化空間受限型應用的電源設(shè)計。

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豐富產(chǎn)品矩陣，解鎖更多應用

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)導通模式（DCM）和連續(xù)導通模式（CCM）的反激式控制器，但在應用方面卻大不相同。

據(jù)Jason Yan介紹，全新的900V InnoSwitch3-EP主要應用于工業(yè)領(lǐng)域，該器件集成了多項保護特性，包括輸入過壓及欠壓保護、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標準的InnoSwitch3-AQ則更適用于電動汽車，尤其對于進行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續(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類似的性能和保護功能。

在Jason Yan看來，功率變換的未來在于氮化鎵。因為在業(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)濟時代背景下，當前的能源發(fā)電和基礎(chǔ)設(shè)施、電動和混合動力汽車（EV和HEV）、電動汽車充電、數(shù)據(jù)中心、工業(yè)自動化、智能城市和建筑，以及家用電器和交通等應用需求正在不斷增加，而功率半導體器件也正以前所未有的革新速度向著復合化、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)應用帶來更多的發(fā)展機遇和廣闊的市場空間。

相信在接下來的幾年里，PI還會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。