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详解安世半导体新一代H2氮化镓技术

时间:2020-06-24 作者:Challey 阅读:
新一代H2氮化镓技术,可以减少缺陷,提高成品率;芯片尺寸缩小24%, 其动态特性提升15%
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前段时间,安世半导体推出了650V氮化镓(GaN)产品,采用的是新一代H2氮化镓技术。我们知道安世以前的氮化镓功率器件采用的是H1技术,那新一代H2氮化镓技术又有什么相同和不同之处呢?vIzEETC-电子工程专辑

相同与不同之处vIzEETC-电子工程专辑

H1 是氮化镓 高电子迁移率晶体管 技术,H2也是;vIzEETC-电子工程专辑

H1采用 级联结构(cascode),H2将继续采用这种结构,好处是驱动简单,兼容标准的传统硅MOSFET驱动器,无需栅极负压驱动。栅极电压可以承受的正反向耐压±20V和传统 30V 硅 MOS 是一样的,这样在设计和使用的过程中栅极的可靠性就非常强。”vIzEETC-电子工程专辑

H1采用符合行业标准的TO-247封装,H2也采用TO-247封装,不过新增了一种SMD封装: Nexperia专有的CCPAK。vIzEETC-电子工程专辑

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H2新一代氮化镓技术,除了上面的共同点,其“新”体现在下面:vIzEETC-电子工程专辑

采用创新的贯穿外延层过孔,可以减少缺陷,提高成品率;vIzEETC-电子工程专辑

芯片尺寸缩小24%, 提供市场领先的导通电阻;vIzEETC-电子工程专辑

同时,H2技术具有更高的开关稳定性,相比H1其动态特性也提升了15%。vIzEETC-电子工程专辑

TO-247 vs CCPAKvIzEETC-电子工程专辑

A circuit boardDescription automatically generatedCCPAK1212 & TO-247 上在汽车电子行业的应用vIzEETC-电子工程专辑

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上表是采用安世半导体新一代H2氮化镓技术的三个器件的型号及参数。vIzEETC-电子工程专辑

TO-247封装中的Rds(on)为35mΩ(通常在25°C,最大41mΩ)。vIzEETC-电子工程专辑

GAN039-650NBB、650NTB采用的CCPAK降至33mΩ(通常在25°C,最大39mΩ)。一个针对顶部散热进行了优化,而另一个针对底部散热进行了优化(产品名称中的T和B)。vIzEETC-电子工程专辑

新一代H2技术的TO-247和底部及顶部散热的SMD现在都可以提供样品。TO-247的25°C额定值为47.2A和187W,底部散热的SMD的额定值为60A和300W。这是两种封装技术电气性能的区别。vIzEETC-电子工程专辑

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20年车规级铜夹片专业技术vIzEETC-电子工程专辑

我们知道安世半导体是一个新公司,但它是从恩智浦半导体分拆而来,继承了恩智浦20多年的车规级铜夹片专业技术,可以说安世是铜夹片表面贴装技术的创新者。vIzEETC-电子工程专辑

铜夹片技术有什么优势呢?vIzEETC-电子工程专辑

它的寄生电感减小三倍,具有更低的开关损耗和电磁干扰;vIzEETC-电子工程专辑

同时具有更高的可靠性 vs.引线(wire-bond)技术;vIzEETC-电子工程专辑

而且,在热性能方面,vIzEETC-电子工程专辑

具有低 Rth(j-mb) 典型值 (<0.5 K/W) ,实现最佳散热性能,175 °C Tj 最大值vIzEETC-电子工程专辑

在可制造性和耐热性方面也非常好:vIzEETC-电子工程专辑

  • 灵活的引脚,可提高温度循环变化的可靠性
  • 灵活的海鸥引脚提供高板级可靠性
  • 兼容SMD焊接和AOI

在新一代H2氮化镓技术中,采用这种久经考验的贴装技术,其好处是:vIzEETC-电子工程专辑

  • 具有行业领先的性能及最低的导通电阻
  • 为汽车行业提供 高产量、高质量 铜夹片产品
  • 采用成熟的新一代 H2 氮化镓场效应管技术平台
  • CCPAK1212 (顶部或底部散热)

在创新的H2新一代技术之下,全球自有化的生产基地,安世计划在2021年提供真正车规级AEC-Q101认证的器件。vIzEETC-电子工程专辑

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日前,安世半导体(Nexperia)举办了线上氮化镓技术发布会,公司MOS业务部门大中华区总监李东岳先生介绍了新期间将采用新一代H2氮化镓(GaN)技术,主要面向伺服电机、5G通信、数据中心和电动汽车等需要高频率、高效率、高电压和高功率的应用。vIzEETC-电子工程专辑

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发布会上,李东岳介绍:安世半导体是闻泰科技的子公司,拥有60多年半导体行业专业经验,致力于为各类电子设计提供低成本、高产能的分立器件、功率MOSFET器件、GaN FET、模拟和逻辑IC,其器件满足汽车行业严格的标准 。公司拥有超过15,000种产品的广泛产品组合。公司自有2家前道、3家后道制造厂,除了自有工厂以外,也有长期合作的晶圆和封装产商。vIzEETC-电子工程专辑

据我们去年的报道《15亿美金,安世半导体独立后逆势高速增长揭秘!》,2018年安世半导体的营收达到15亿美金,取得了高达40%的增长; 2019年营收14.3亿美金,虽然有所下降,但是2019年全球半导体行业平均下降了12%,而安世半导体在这样的情况下,下降只有不到5%,全球全年出货量高达900多亿件,其实是要好于整体行业水平的。vIzEETC-电子工程专辑

氮化镓技术和产品不仅仅在快速充电,同时在5G通信、数据中心、智能电网、新能源汽车等等行业都已经或即将快速普及,安世半导体新一代H2氮化镓技术的推出将可能成为安世半导体在氮化镓方面的制胜武器。vIzEETC-电子工程专辑

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