GaNの撅急を勝す1200Vの禱窖でEV輝眷を晾うパワ〖染瞥攣ベンチャ〖
光卵暗のパワ〖染瞥攣には、濕劑潑拉としてSiよりも冷憋卵暗の光いSiCやGaNの數(shù)が銅網(wǎng)だ。しかしながらSiCでは1200Vの卵暗を評(píng)られるが、光擦でなかなか舍第しない。GaNの玻房HEMTトランジスタは650V鎳刨しか卵暗が評(píng)られない。こんな撅急がSi、SiC、GaNのパワ〖染瞥攣でこれまでまかり奶っていた。
これを勝すようなGaNデバイスを痰嘆のベンチャ〖が倡券した。パワ〖染瞥攣を恢すパウデック∈Powdec∷家だ。傅ソニ〖面丙甫墊疥叫咳の蠶圭拱跡會(huì)が2001鉗5奉に料度した柴家であるが、迫極に倡券した光卵暗GaNをコアとしてパワ〖染瞥攣の糠尸填を磊り倡こうとしている。鵝淚10途鉗、2013鉗に潑釣を拷懶、笆慣13鳳の答塑潑釣を艱評(píng)した。長(zhǎng)嘲潑釣も9鳳疥銅する。
これまで悸狠に活侯を乖い、光卵暗瓢侯を悸沮するのに10鉗笆懼かかった。この粗、卵暗3300V、6600V、1它Ｖの玻房GaN HEMTパワ〖トランジスタを倡券活侯してきた。禱窖倡券蝸はあってもこの粗、ビジネスはなかなか渴まなかった。しかし、ようやく呵奪になってGaNビジネスが惟ち懼がり幌めた。2020鉗4奉に洛山艱涅舔家墓に艦扦した喇版芳餞會(huì)∈哭1∷は、EV∈排丹極瓢賈∷輝眷の袋が較し幌めたと斧る。
哭1 パウデック家洛山艱涅舔の喇版芳餞會(huì)∈焊∷と票家艱涅舔ˇ排灰デバイス禱窖另崇の痊騰餞辦會(huì)∈寶∷
EVでは腆4Vのリチウムイオン排糜セルを木誤に100改鎳刨儡魯した400Vのバッテリパックがモ〖タ〖を瓢かすエネルギ〖となる。400Vのエネルギ〖をオンオフさせることでモ〖タ〖を瓢かす蛤萎を欄み叫すわけだが、ここに650Vあるいは750V卵暗のパワ〖トランジスタが蝗われてきた。しかし、呵奪の締廬郊排ではこの鎳刨の卵暗では稍澆尸。800Vをクルマに裁えて絡(luò)排蝸で郊排するからだ。このためパワ〖トランジスタには1200V鎳刨の卵暗が滇められる。冊(cè)畔弄にノイズなどで1000V鎳刨の光排暗が裁わることも芹胃している。附哼、SiCがTeslaのEV≈モデル3∽に何脫されている。しかしSiCは光擦なため舍第が渴んでいない。
サファイア答饒懼に妨喇されるGaNは、濫咖LEDや救湯脫球咖LEDですでに20鉗笆懼の悸烙を積っており、SiCほど光擦ではない。しかし、これまでは眶10Aの排萎を萎すパワ〖染瞥攣では650Vまでしか卵暗がもたない、と咐われてきた。その雇えを勝す禱窖がパウデックのパワ〖染瞥攣禱窖である。
詞帽にそれを疽拆しよう。GaNパワ〖染瞥攣は、これまでは少晃奶が券湯したHEMT∈光敗瓢刨トランジスタ∷菇隴を答塑とし、排萎は染瞥攣山燙に萎れる玻房タイプであった。パウデックは、この菇隴に緘を裁えて、排暗が裁わったときに排腸動(dòng)刨を辦年にする菇隴∈アンド〖プのGaN霖∷を瞥掐したのである。
HEMT菇隴のトランジスタは、バンドギャップの弓いAlGaN霖とド〖プしないGaN霖との腸燙に2肌傅排灰ガスを券欄させ、ドレインからソ〖スへ士燙懼を排萎が萎れるデバイスである∈哭2∷。サファイア答饒懼のアンド〖プGaNとさらにバンドギャップの弓いAlGaNとの粗の腸燙のアンド〖プGaN婁に辮って2肌傅排灰がソ〖スからドレインへ瘤乖していく。士燙弄に排灰が瘤ることで、稍姐濕歡宛や呈灰歡宛の逼讀をまともに減けにくいことから排灰敗瓢刨が光く你鳥鉤で排萎を萎すことができる。p房GaNのゲ〖トにマイナスの排暗をかけるとアンド〖プGaNに鄂順霖が弓がり2肌傅排灰ガスを甲們することで排萎をカットする。いわゆるノ〖マリオン房のFETの辦鹼である。
哭2 驕丸のHEMT菇隴に裁えて、ゲ〖トp-GaNとAlGaNとの粗にアンド〖プのGaNを裁えたことで、AlGaN霖柒嬸に尸端を欄じさせ、嫡バイアスをかけた箕に鏈ての2肌傅排灰ガスを燎玲く怯近できるようにした。このことでドレイン〖ソ〖ス粗の排腸が堆辦になり卵暗を懼げられるようになった 叫諾¨パウデック
砷のゲ〖ト排暗による鄂順霖はチャンネルまで凱びてきて2肌傅排灰ガスをカットすることで排萎が萎れないだけではなく、ドレインとソ〖スに荒った2肌傅排灰ガスも燎玲く怯近することでチャンネル鏈攣に畔り排腸動(dòng)刨が辦年になり、渡疥弄に排腸が光いところがなくなる。これが光卵暗にできたカギである。辦忍に排灰や賴功が荒っていれば渡疥弄に排腸が恃わりそこに排腸が礁面すれば卵暗は你くなる。パウデックのHEMTでは、AlGaN遂の懼にさらに侍のアンド〖プGaN霖を肋け、AlGaN遂の懼布に排灰と賴功のミラ〖菇隴を肋けることで、キャリアを燎玲く卻けるようにし、排腸礁面を閏け排腸動(dòng)刨を辦年に瘦つようにした。
瀾隴懼でも、ランプ冊(cè)錢によるMOCVD∈銅怠垛擄步池弄丹陵喇墓∷劉彌においてウェ〖ハを惜看瓷柒の歐版に芹彌し瓤炳ガスが歐版のウェ〖ハに孿姥するようにした。驕丸の劉彌では惜看瓷の攆にウェ〖ハを芹彌しその懼に孿姥していたが、惜看瓷の歐版にも孿姥する欄喇濕がウェ〖ハ懼にときどき瓊がれ皖ちてしまうことがあったため、堆辦な泅遂を妨喇することが豈しかった。殊偽まりも懼がらなかったという。
これら企つの答塑禱窖の潑釣を艱評(píng)している。しかも活侯で澄千しており、これらがパウデックの答塑禱窖となる。
なぜ玻房のHEMT菇隴にこだわるのか、またシリコン答饒を蝗わずにサファイア答饒を蝗うのか。悸はシリコン答饒懼のGaNは、これまで你コストにできることから袋略されていたが、馮窘風(fēng)促が驢すぎて、HEMTなどのトランジスタではリ〖ク排萎が驢すぎて悸脫弄ではないという∈哭3∷。また、Si答饒は腸燙潔疤の驢い∈111∷燙でGaNを喇墓させているため、詞帽にはSi LSIを礁姥できない。
哭3 僥房SiCとGaN、さらにGaN-on-Siliconとも孺秤 叫諾¨パウデック
辦數(shù)でウェ〖ハの微燙から山燙に萎れる僥房のGaN馮窘の甫墊もある。しかし、SiCと票屯、光擦だ。また?jī)e數(shù)羹に瘤っている馮窘風(fēng)促に辮って排萎が萎れると風(fēng)促が籠えてくるという。このため慨完拉が礙かった。この爬、サファイア答饒懼のGaNで菇喇する玻房HEMTはリ〖ク排萎が警なく、絡(luò)排萎が艱れるという。しかもサファイアは冷憋攣であるから100µm鎳刨に泅く猴ることでパッケ〖ジの垛擄答饒にそのままつなぐことができる。さらにその答饒を庶錢フィンにも木馮できる。
デバイスの排萎排暗などの瑯潑拉だけではなく、スイッチング潑拉などの瓢潑拉も盧年している。デバイスもトランジスタだけではなくショットキ〖バリアダイオ〖ドも瀾侯している。毋えばトランジスタに400Vの木萎排暗をかけ、20Aをインダクタ砷操のテスト攙烯において件僑眶1MHzでスイッチングする僑妨も盧年している。タ〖ンオン箕粗15.6ns、タ〖ンオフ箕粗15.7nsときれいな僑妨を績(jī)している。またショットキ〖ダイオ〖ドは、ノイズの警ない嫡攙牲僑妨を績(jī)している。
パウデックのビジネスモデルは、3インチと4インチのサファイアウェ〖ハ懼にGaNエピタキシャル霖を妨喇したウェ〖ハの任卿と、GaNトランジスタの瀾隴任卿、さらにゲ〖トドライバICも烹很したパワ〖モジュ〖ルの瀾隴任卿、およびライセンス/ロイヤルティ任卿である∈哭4、5∷。井さなビルの活侯供眷にクリ〖ンル〖ムを肋彌し、馮窘喇墓からデバイス瀾侯まで緘齒ける。活侯倡券脫の瀾隴ラインであるため、GaNトランジスタの瀾侯には木仿3インチと4インチのサファイアウェ〖ハ答饒を蝗っている。活侯したGaNトランジスタのチップ燙姥は6mm∵4mm。1綏のウェ〖ハから眶澆改とれる。
哭4 GaN瀾墑∈面丙∷とそれを?yàn)懞瞍筏?インチのGaNウェ〖ハ∈焊∷
哭5 活侯したGaNパワ〖トランジスタを蝗ったモジュ〖ル答饒稱鹼
慨完拉活賦も姜えており、光補(bǔ)嫡バイアス活賦では、150°C、1400Vで100箕粗、24改のデバイスをテストした。その馮蔡、1000箕粗稿でも蟬れたダイオ〖ドはゼロであった。
喇版會(huì)は≈GaNは泣塑欄まれの染瞥攣だからこそ、∈海は勢(shì)柜のNavitasやPower Integrationsに砷けているが∷攔り手していきたい∽とその錢罷を胳る。
