EcoGaN?第一波產品“GNE10xxTB系列”將有助于基站和數據中心等應用實現更低功耗和小型化
全球知名半導體制造商ROHM（總部位于日本京都市）已確立150V耐壓GaN HEMT*1“GNE10xxTB系列（GNE1040TB）”的量產體制，該系列產品的柵極耐壓（柵極-源極間額定電壓）*2高達8V，非常適用于基站、數據中心等工業設備和各種物聯網通信設備的電源電路。
一般而言，GaN器件具有優異的低導通電阻和高速開關性能，因而作為有助于降低各種電源的功耗和實現外圍元器件小型化的器件被寄予厚望。但其柵極耐壓很低，在開關工作時的器件可靠性方面存在問題。針對這一課題，ROHM的新產品通過采用自有的結構，成功地將柵極-源極間額定電壓從常規的6V提高到了8V。這樣，在開關工作過程中即使產生了超過6V的過沖電壓*3，器件也不會劣化，從而有助于提高電源電路的設計裕度和可靠性。此外，該系列產品采用支持大電流且具有出色散熱性的通用型封裝，這使得安裝工序的操作更容易。
新產品于2022年3月起開始量產，前期工序的生產基地為ROHM Hamamatsu Co., Ltd.（日本濱松市），后期工序的生產基地為ROHM Co., Ltd.（日本京都市）。
ROHM將有助于節能和小型化的GaN器件產品陣容命名為“EcoGaN?”，并一直致力于進一步提高器件的性能。今后，ROHM將繼續開發融入了“Nano Pulse Control?”*4等模擬電源技術的控制IC及其模塊，通過提供能夠更大程度地發揮GaN器件性能的電源解決方案，為實現可持續發展社會貢獻力量。
名古屋大學研究生院工學研究科山本真義教授表示：“今年，日本經濟產業省制定了到2030年新建數據中心節能30%的目標，目前距實現該目標只有不到10年的時間。然而，這些產品的性能不僅涉及到節能，還關系到作為社會基礎設施的堅固性和穩定性。針對未來的這種社會需求，ROHM開發了新的GaN器件，不僅更加節能，而且柵極耐壓還高達8V，可以確保堅固型和穩定性。以該系列產品為開端，ROHM通過融合其引以為豪的模擬電源技術‘Nano Pulse Control?’，不斷提高各種電源的效率，在不久的將來，應該會掀起一場巨大技術浪潮，推進實現‘2040年在半導體和信息通信行業實現碳中和’的目標。”
＜開發背景＞
近年來，在服務器系統等領域，由于IoT設備的需求日益增長，功率轉換效率的提升和設備的小型化已經成為重要的社會課題之一，而這就要求功率元器件的不斷優化。ROHM一直在大力推動業內先進的SiC元器件和各種具有優勢的硅元器件的開發與量產，同時，一直致力于在中等耐壓范圍具有出色的高頻工作性能的GaN器件的開發，旨在為各種應用提供更廣泛的電源解決方案。
＜什么是EcoGaN?＞
EcoGaN?是通過更大程度地優化GaN的低導通電阻和高速開關性能，助力應用產品進一步節能和小型化的ROHM GaN器件，該系列產品有助于應用產品進一步降低功耗、實現外圍元器件的小型化、減少設計工時和元器件數量等。
?EcoGaN?是ROHM Co., Ltd.的商標。
＜新產品特點＞
1. 采用ROHM自有結構，將柵極-源極間額定電壓提高至8V
普通的耐壓200V以下的GaN器件在結構上柵極驅動電壓為5V，而其柵極-源極間額定電壓為6V，其電壓裕度非常小，只有1V。一旦超過器件的額定電壓，就可能會發生劣化和損壞等可靠性方面的問題，這就需要對柵極驅動電壓進行高精度的控制，因此，這已成為阻礙GaN器件普及的重大瓶頸問題。
針對這一課題，新產品通過采用ROHM自有的結構，成功地將柵極-源極間的額定電壓從常規的6V提高到了業內超高的8V。這使器件工作時的電壓裕度得到進一步擴大，在開關工作過程中即使產生了超過6V的過沖電壓，器件也不會劣化，從而有助于提高電源電路的可靠性。
2. 采用支持大電流且具有出色散熱性的封裝
新產品所采用的封裝形式，支持大電流且具有出色的散熱性能，在可靠性和可安裝性方面已擁有出色的實際應用記錄，而且通用性強，這使得安裝工序的操作更加容易。此外，通過采用銅片鍵合封裝技術，使寄生電感值相比以往封裝降低了55％，從而在設計可能會高頻工作的電路時，可以更大程度地發揮出器件的性能。
3. 在高頻段的電源效率高達96.5%以上
新產品通過擴大柵極-源極間額定電壓和采用低電感封裝，更大程度地提升了器件的性能，即使在1MHz的高頻段也能實現96.5%以上的高效率，有助于提高電源設備的效率和進一步實現小型化。
＜應用示例＞
?數據中心和基站等的48V輸入降壓轉換器電路
?基站功率放大器單元的升壓轉換器電路
?LiDAR驅動電路、便攜式設備的無線充電電路
?D類音頻放大器
＜電路示例＞
＜產品陣容＞
＜術語解說＞
*1） GaN HEMT
GaN（氮化鎵）是一種用于新一代功率元器件的化合物半導體材料。與普通的半導體材料——硅相比，具有更優異的物理性能，目前利用其高頻特性的應用已經開始增加。
HEMT是High Electron Mobility Transistor（高電子遷移率晶體管）的英文首字母縮寫。
*2） 柵極-源極間額定電壓（柵極耐壓）
可以在柵極和源極之間施加的最大電壓。工作所需的電壓稱為“驅動電壓”，當施加了高于特定閾值的電壓時，GaN HEMT將處于ON狀態。
*3） 過沖電壓
開關ON/OFF時產生超出規定電壓值的電壓。
*4） Nano Pulse Control?
一種超高速脈沖控制技術，在電源IC中實現納秒（ns）級的開關導通時間（電源IC的控制脈沖寬度），使得以往必須由2枚以上電源IC完成的從高電壓到低電壓的電壓轉換工作，僅由“1枚電源IC”即可實現。
【關于羅姆（ROHM）】
羅姆（ROHM）成立于1958年，由起初的主要產品-電阻器的生產開始，歷經半個多世紀的發展，已成為世界知名的半導體廠商。羅姆的企業理念是：“我們始終將產品質量放在第一位。無論遇到多大的困難，都將為國內外用戶源源不斷地提供大量優質產品，并為文化的進步與提高作出貢獻”。
羅姆的生產、銷售、研發網絡分布于世界各地。產品涉及多個領域，其中包括IC、分立式元器件、光學元器件、無源元器件、功率元器件、模塊等。在世界電子行業中，羅姆的眾多高品質產品得到了市場的許可和贊許，成為系統IC和先進半導體技術方面的主導企業。
【關于羅姆（ROHM）在中國的業務發展】
銷售網點：起初于1974年成立了羅姆半導體香港有限公司。在1999年成立了羅姆半導體（上海）有限公司， 2006年成立了羅姆半導體（深圳）有限公司，2018年成立了羅姆半導體（北京）有限公司。為了迅速且準確應對不斷擴大的中國市場的要求，羅姆在中國構建了與總部同樣的集開發、銷售、制造于一體的垂直整合體制。作為羅姆的特色，積極開展“密切貼近客戶”的銷售活動，力求向客戶提供周到的服務。目前在中國共設有20處銷售網點，其中包括香港、上海、深圳、北京這4家銷售公司以及其16家分公司（分公司：大連、天津、青島、南京、合肥、蘇州、杭州、寧波、西安、武漢、東莞、廣州、廈門、珠海、重慶、福州）。并且，正在逐步擴大分銷網絡。
技術中心：在上海和深圳設有技術中心和QA中心，在北京設有華北技術中心，提供技術和品質支持。技術中心配備精通各類市場的開發和設計支持人員，可以從軟件到硬件以綜合解決方案的形式，針對客戶需求進行技術提案。并且，當產品發生不良情況時，QA中心會在24小時以內對申訴做出答復。
生產基地：1993年在天津（羅姆半導體（中國）有限公司）和大連（羅姆電子大連有限公司）分別建立了生產工廠。在天津進行二極管、LED、激光二極管、LED顯示器和光學傳感器的生產，在大連進行電源模塊、熱敏打印頭、接觸式圖像傳感器、光學傳感器的生產，作為羅姆的主力生產基地，源源不斷地向中國國內外提供高品質產品。
社會貢獻：羅姆還致力于與國內外眾多研究機關和企業加強合作，積極推進產學研聯合的研發活動。2006年與清華大學簽訂了產學聯合框架協議，積極地展開關于電子元器件先進技術開發的產學聯合。2008年，在清華大學內捐資建設“清華-羅姆電子工程館”，并已于2011年4月竣工。2012年，在清華大學設立了“清華-羅姆聯合研究中心”，從事光學元器件、通信廣播、生物芯片、SiC功率器件應用、非揮發處理器芯片、傳感器和傳感器網絡技術（結構設施健康監測）、人工智能（機器健康檢測）等聯合研究項目。除清華大學之外，羅姆還與國內多家知名高校進行產學合作，不斷結出豐碩成果。
羅姆將以長年不斷積累起來的技術力量和高品質以及可靠性為基礎，通過集開發、生產、銷售為一體的扎實的技術支持、客戶服務體制，與客戶構筑堅實的合作關系，作為扎根中國的企業，為提高客戶產品實力、客戶業務發展以及中國的節能環保事業做出積極貢獻。
