Technologia GaN to dla wielu branż wciąż nowe rozwiązanie
Aby technologia GaN stała się powszechna na wielu rynkach aplikacyjnych, wydajność i niezawodność – chociaż nieodzowne – stanowią jedynie punkt wyjścia.
Z tego powodu tranzystory HEMT Innoscience w trybie wzmocnienia na bazie GaN-on-Si wykazują bardzo niską rezystancję właściwą włączenia. Ponieważ Innoscience zoptymalizowała zarówno epitaksję, jak i technologię produkcji urządzeń, dynamiczny współczynnik RDS(on) nie wzrasta w pełnym zakresie temperatur i napięć, dzięki czemu jest odpowiedni do zastosowań związanych z przełączaniem zasilania.
Objaśnienia
Rysunek 3: Urządzenia GaN firmy Innoscience nie wykazują zauważalnego dryftu RDS(on) w pełnym zakresie temperatur i napięć.
Asortyment produktów
Firma Innoscience oferuje urządzenia, które pokrywają zakres niskich (30–150 V) i wysokich (650 V) napięć, co jest wyjątkiem w przypadku firmy działającej w technologii GaN. Tranzystory HEMT na bazie GaN (InnoGaN) firmy Innoscience są dostępne w zakresie napięć 30–150 V w obudowach typu chip scale (csp) o wymiarach od 2 x 2 mm do 2,2 x 3,2 mm z współczynnikiem RDS(on) obniżonym nawet do 5,5 mΩ (zazwyczaj). Elementy 650 V w skali DFN i płytek charakteryzują się współczynnikiem RDS(on) obniżonym nawet do 106 mΩ (zazwyczaj). Tranzystory HEMT na bazie GaN firmy Innoscience są stosowane w ładowarkach USB-PD o mocy do 120 W, a także w konwerterach LLC. Można je znaleźć w szafach zasilających centrów danych. W najbliższej przyszłości będzie można je znaleźć w zastosowaniach motoryzacyjnych, w tym w systemach LiDAR, pokładowych ładowarkach (OBC), przetwornicach obniżających napięcie 48–12 V DC/DC oraz wysokonapięciowych przetwornicach 650/900 V DC/DC. Części InnoGaN firmy Innoscience przewyższają wydajnością tradycyjne krzemowe tranzystory FET w oświetleniu LED. Co zadziwiające, samonastawna część firmy Innoscience o napięciu 40 V to pierwszy na świecie przypadek zastosowania tranzystorów HEMT na bazie GaN w smartfonie, co pozwoliło zmniejszyć rozmiar modułu ochrony przed przepięciami (OVP) w systemie zarządzania akumulatorem (BMS) o co najmniej 50%.
Duża przepustowość, wysoka wydajność
Technologia krzemowa jest wykorzystywana w produkcji na skalę masową od 50 lat. Producenci układów na bazie krzemu, wspierani przez producentów narzędzi, zoptymalizowali swoją technologię pod względem przepustowości i jakości, aby wykorzystać każdy dostępny milimetr powierzchni płytki krzemowej i wyprodukować jak najwięcej płytek. Innoscience korzysta z wszystkich tych doświadczeń i wiedzy. Firma sama prowadzi obróbkę płytek 8-calowych, a jej dwa zakłady produkcyjne są wyposażone w najnowsze urządzenia, w tym skanery ASML. W podobny sposób optymalizowane jest przebieg procesów. Ponieważ Innoscience jest firmą w pełni zintegrowaną, kontrolującą wszystkie etapy produkcji od projektu urządzenia, poprzez EPI i obróbkę płytek, aż po analizę awaryjności i niezawodności, czyli pełną produkcję w technologii GaN-on-Si, osiąga zarówno wysoką wydajność w zakresie płytek, jak i urządzeń. Oznacza to również, że nowe produkty mogą być projektowane i testowane w ciągu 3–6 miesięcy, a gotowe do masowej produkcji w ciągu zaledwie 6 miesięcy.
Obecnie Innoscience produkuje ponad 10.000 8-calowych płytek GaN-on-Si miesięcznie; do 2025 r. poziom ten wzrośnie do 70.000 płytek miesięcznie. Pierwszy zakład produkcyjny Innoscience posiada już certyfikację wg ISO 9001 i IATF 16949:2016 w zakresie zastosowań motoryzacyjnych, zaś tranzystory HEMT na bazie GaN spełniają wymagania normy JEDEC, zaś firma Innoscience przeprowadza także bardziej zaawansowane testy niezawodnościowe w celu przetestowania swoich urządzeń.
Wnioski
Dzięki połączeniu światowej klasy technologii, najnowocześniejszej technologii przetwarzania i największej na świecie pojemności 8-calowej technologii GaN-on-Si firma Innoscience odpowiada zarówno na wyzwania techniczne, jak i komercyjne, umożliwiając projektantom pracującym we wszystkich sektorach rynku korzystanie z udowodnionych zalet w zakresie wydajności bez ponoszenia dodatkowych kosztów.
Autor: Denis Marcon, Dyrektor Generalny ds. Sprzedaży i Marketingu na Europę i Stany Zjednoczone, Innoscience