ROHM的超高速控制IC技术最大限度地提高了GaN开关器件的性能

由柏拉图重新发布

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23 2023三月

由于其卓越的高速开关特性，GaN 器件的采用近年来得到了扩展。然而，控制 IC（用于指导这些设备的驱动）的速度已变得具有挑战性。

作为回应，日本功率半导体制造商 ROHM Co Ltd 进一步发展其超高速纳米脉冲控制技术（专为电源 IC 设计），将控制脉冲宽度从传统的 9ns 提高到声称的业界最佳的 2ns。利用这项技术，ROHM 建立了超高速控制 IC 技术，可以最大限度地发挥 GaN 器件的性能。

ROHM 表示，电源电路的小型化需要通过高速开关来减小外围组件的尺寸。要实现这一目标，就需要一种能够发挥 GaN 等高速开关器件驱动性能优势的控制 IC。

为了提出包含外围元件的解决方案，ROHM 利用专有的纳米脉冲控制模拟电源技术，建立了针对 GaN 器件优化的超高速控制 IC 技术。 ROHM 的超高速脉冲控制技术实现了纳秒级的导通时间（电源 IC 的控制宽度），与需要两个 IC 的传统解决方案不同，可以使用单个 IC 从高电压转换为低电压电源IC。

ROHM 正致力于利用该技术实现控制 IC 的商业化，并计划在 100 年下半年开始样品出货 2023V 单通道 DC-DC 控制 IC。与 ROHM 的 EcoGaN 系列 GaN 器件一起使用，预计将产生在各种应用中显着节能和小型化，包括基站、数据中心、FA（工厂自动化）设备和无人机（图 1）。

“多年来，GaN 作为一种可以实现节能的功率半导体材料备受期待，但存在质量和成本等障碍，”大阪大学工学研究科教授 Yusuke Mori 指出。 “在这种情况下，ROHM 已经建立了 GaN 器件的量产系统，可提供更高的可靠性，同时还开发了可最大限度发挥其性能的控制 IC。这代表着向广泛采用 GaN 器件迈出了一大步，”他补充道。 “我希望通过合作我们的 GaN-on-GaN 晶圆技术为实现脱碳社会做出贡献。”

控制IC技术

ROHM 表示，其新型控制 IC 中的纳米脉冲控制技术是通过利用其垂直整合的生产系统结合跨越电路设计、工艺和布局的先进模拟专业知识而培育出来的。采用独特的电路配置，将Control IC的最小控制脉冲宽度从传统的9ns大幅降低至2ns，使得单电源从高压（最高60V）降压到低压（最低0.6V）成为可能在 24V 和 48V 应用中供应 IC。此外，与 EcoGaN 电源电路搭配使用时，与传统解决方案相比，GaN 器件高频开关对更小的驱动外围元件的支持可将安装面积缩小约 86%（见图 2 和图 3）。