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集成了驱动、保护和控制的氮化镓功率器件,是鸡肋还是战斗机?

2021-12-09 09:56:04 赵明灿 阅读:
纳微半导体介绍了使用GaNSense技术的新一代GaNFast氮化镓功率芯片。同时,也针对“氮化镓是鸡肋”的观点进行了反驳。
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氮化镓技术是鸡肋?

至于文章开头EDN所提到的“氮化镓是鸡肋”的这个观点,黄秀成认为,这个观点出现也是正常的,毕竟碳化硅商业化已经20多年了,氮化镓商业化还不到5年时间,大家对于氮化镓未来完整的市场布局并不是很清楚。umdednc

“碳化硅相比于氮化镓来说确实具有更高的电压,可以做垂直性结构,也可以做大电流,所以目前我们看到,比如像特斯拉等等都已经使用了碳化硅做它的主驱等等。所以,有这样的一个观点,说碳化硅更适合做大功率、更高端的,我觉得都是很正常的现象。主要还是行业对氮化镓未来不是很清楚,氮化镓能发挥什么作用。目前氮化镓在消费领域做得非常好,可以完全替代硅器件,碳化硅下探到这个领域非常难。umdednc

“现在是氮化镓不断往上走,电压等级、电流等级、功率等级不断往上探,所以纳微未来的布局有服务器、数据中心、EV等等,我们不断把氮化镓往上探。本身氮化镓往上探没有限制,我们在年底或明年就会出小于20mΩ的器件。小于20mΩ意味着什么?我们可以做到单体3.3kW到5kW的功率,未来我们做这个模块,比如3个die,或者几个die,做桥臂并联等等,很快功率等级从10kW到20kW、30kW。EV充电桩,甚至电动汽车的主驱,都是在我们的规划当中。那个时候看氮化镓就完全是另外一个基调,这是对未来市场的判断。umdednc

“另外一个角度,器件本身特征的对比。氮化镓与硅和碳化硅器件本身相比,每次开关能量损耗可以更低。所以氮化镓相比于碳化硅来说一定是一个更节能的器件。所以要长远去看,现在是碳化硅已经发展了20年的商业化道路,氮化镓发展5年,有这样的声音我理解,但是放到较长的历史周期,等大家发展都相对比较成熟,那个时候谁是赢家就一目了然。”黄秀成指出。umdednc

开关频率会使EMI问题变得更严重

另外,对于“开关频率变高会使EMI问题变得更严重”的说法,黄秀成也向EDN表示,其实这个问题最早也是学术界发现的,因为开关频率高了,做傅立叶分析会看到频率高的地方有更多的噪声,这从理论上去分析是对的。那EMI会不会成为问题这又是另外一个角度。umdednc

“存在EMI的现象,但是它会不会成为系统设计的问题。我的答案肯定是否定的,只要是合理的设计。合理的设计包括什么呢?你对这些传输途径和阻碍EMC的解决方案有很清晰的了解之后,你会发现高频化以后EMC解决方案反而更简单。umdednc

“举个简单的例子,比如说50kHz或者65kHz的电源设计,因为它开关频率低,所以基波、谐波就比较低频,LC形成的转折频率很低,这意味着LC就要很大,所以体积成本就会很高。做到高频以后,如果能够很好地了解到这个传输途径,合理设计,基波频率高了,转折频率相应也会提高,意味着L和C就可以更小,也就意味着体积和成本可以降低。所以需要系统地看这个问题。umdednc

“EMI的现象,就是高频噪声移到高频这个现象是存在的,但是如果用系统理论理解EMC问题的根源,我们可以很好地解决,而且解决的代价会更低,这是我们真正做氮化镓、做高频电源这些工程师们,他们慢慢能体会到的一些真谛吧。”黄秀成说。umdednc

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赵明灿
赵明灿是EDN China的产业分析师/技术编辑。他在电子行业拥有10多年的从业经验。在加入ASPENCORE之前,他曾在电源和智能电表等领域担任过4年的工程师。
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