技術洞察 | 英飛凌新一代 CoolGaN™ 電晶體技術，可實現優異的效率和功率密度，滿足消費類和工業應用的需求

來源: 英飛凌官方微信

英飛凌於近日宣佈不再支援第一代（G1）CoolGaN™ 技術用於新設計，此舉曾引發外界對其矽基氮化鎵（GiT）技術承諾的擔憂。然而，英飛凌通過推出新一代技術，再次證明了其致力於推進 GIT 技術發展的決心。

英飛凌成功實現了向 8 英寸（200 毫米）晶圓轉型，大幅提升了生產能力，從而顯著提高了 GaN 器件的產量。此外，英飛凌採用創新的有源區結合（BOA）技術，無需犧牲晶片面積，從而進一步優化了製造工藝。值得注意的是，這些器件的熱性能主要由矽主體材料決定，後者對器件的熱特性有重要影響。此外，不論是 BOA 設計，還是傳統的非有源區結合（NBOA）設計，有源區保持不變，在熱性能方面，有源區同樣發揮著關鍵作用。因此，BOA 技術保持了與第一代 CoolGaN™ 設計相同的高散熱能力。

英飛凌最新推出的 650V G5 CoolGaN™ 電晶體系列專為直接替代現有產品而設計，為現有平臺提供了無縫升級路徑，説明設計人員快速實現重新設計。這一全新的分立式 GaN 電晶體系列在前代技術的基礎上進一步提升，並在性能上超越了市場上的 GaN 競品。

650V G5 CoolGaN™ 電晶體系列在以下方面取得了顯著進步：

• 輸出電容（Eoss）存儲能量減少 50%：大幅降低開關損耗，特別是在硬開關應用中。

• 輸出電荷（Qoss）減少 60%：實現高效運行，並大幅降低軟開關拓撲結構的損耗。

• 柵極電荷減少 60%：大幅降低驅動損耗，提高效率。

這些改進使電晶體能夠以最低的功耗支援高頻工作，推動功率密度水準達到行業最佳。

除了上述改進之外，最新的 650V G5 CoolGaN™ 電晶體系列還將脈衝電流能力提高了約 30%，帶來了多項重要優勢：支援在 PFC（功率因數校正）拓撲結構中使用寬輸入電壓範圍，以提供更佳的設計靈活性和多功能性；此外，還可以防止線路掉電事件，確保器件可靠運行，並將器件故障風險降至最低。

值得一提的是，CoolGaN™ G5 的熱漂移和動態 R_DS(on) 漂移均降低了高達 20%，通過提供出色的熱性能，有效地彌補了小尺寸晶片可能帶來的不足。

為了促進大規模生產，英飛凌已成功實現 650V G5 CoolGaN™ 電晶體技術在 8 英寸（200 毫米）產線上投產。此外，公司制定了雙廠生產戰略，充分利用居林和菲拉赫工廠的 200 毫米生產能力，並逐步擴展至 12 英寸（300 毫米）制程。這一策略不僅實現了產能快速爬坡和高性價比的製造工藝，確保了高品質 GaN 器件的高效、可擴展的彈性供應，還通過雙廠生產，建立了內部雙重採購機制，增強了供應鏈的彈性和安全性。此外，英飛凌持續推動創新，開發 300 毫米 GaN 技術，進一步鞏固其在行業中的創新領導地位。

與上一代產品相比，英飛凌的 650V G5 CoolGaN™ 電晶體系列提供了更加精細化的產品組合，顯著提升了設計優化的能力。這一系列的分立式產品組合涵蓋了 7 種 SMD 封裝和 10 個 R_DS(on) 等級，為設計人員提供了卓越的靈活性。這些器件中的大多數於 2024 年第 4 季度發佈，完整的產品組合預計將於 2025 年中期推出，屆時，客戶將能充分體驗英飛凌 GaN 技術在性能和效率上的全新突破。

總之，憑藉優異的技術性能、優化的設計和可擴展的生產能力，英飛凌 650V G5 CoolGaN™ 電晶體技術有望徹底革新電力電子行業，並在全球範圍內產生深遠影響。

掃描二維碼, 關注英飛凌官方微信尋找更多應用或產品資訊