GaN（窒化ガリウム）：シリコンを超えて性能を押し上げる

TI の GaN に対する統合型アプローチは、コンパクトなシングルチップ・ソリューションによる設計しやすさ、最適化されたゲート・ドライブ・レイアウトによる高効率、統合型過電流保護機能と 3,000 万時間のデバイスの信頼性に関する時間による高信頼性を実現します。150mΩ ～ 50mΩ のデバイスを使用して、あらゆるアプリケーションに対応する GaN ソリューションを提供しています。 

TI の GaN ソリューション・ファミリは、高速ゲート・ドライバ、EMI 制御、過熱、堅牢な過電流保護を達成できます。統合型デバイスは
、最適化された BOM (部品表) コスト、ボード・インダクタンス、フットプリントを実現しています。 次世代のシステム要件と品質および信頼性に対する高基準を満たす、最も効率的な統合型 GaN (窒化ガリウム) 電源デバイスを製造しています。

GaN は電源工学の分野に技術革新をもたらし、シリコン MOSFET では不可能だったレベルの高速化、効率化、高い電力密度を実現できます。 

GaN 固有の低消費電力ゲートと出力容量を通じて、ゲートとスイッチングでの損失を低減して効率を向上しながら、MHz スイッチング周波数動作を操作できます。シリコンとは異なり、GaN には元々ボディ・ダイオードが存在しないため、逆回復損失がなく、効率は一層向上し、スイッチ・ノードのリンギングと EMI は低減されます。 

TI のドライバ内蔵 GaN FET は、業界最高のスルーレートを実現します。他の GaN ソリューションと比較して損失を半分に抑え、クリーンなスイッチングによりリンギングを最小限に抑えます。

TI の GaN ソリューション・ファミリは、高速ゲート・ドライバ、EMI 制御、過熱、堅牢な過電流保護を達成できます。統合型デバイスは、最適化された BOM (部品表) コスト、ボード・インダクタンス、およびフットプリントを提供します。

TI は GaN の信頼性分野で業界をリードしており、GaN デバイスに対しする信頼性時間は 3,000 万時間を超え、1 回の FIT 率で 10 年間の寿命を実現しています。<TI 固有の信頼性テストに加えて、アプリケーション内ストレス・テストで最も過酷なスイッチング環境を GaN に適用し、3GWHrs を超えて変換を実現しました。

TI の内部 GaN-on-Silicon プロセスは、TI の既存のプロセス・テクノロジー・ノードを活用して、固有のサプライ・チェーンとコスト面でいくつかの利点をもたらします。 SiC や Sapphire などのノンシリコン・サブストレートに構築されている他のワイド・バンドギャップ・テクノロジーとは異なり、TI の GaN-on-Silicon プロセスでは、ファブ、アセンブリ、テストのために 100% の社内製造施設を活用しており、社内で所有するキャパシティを活用し、製品品質を最大限に高めています。 

GaN EPI を成長させるためにシリコン・サブストレートを活用できる TI の能力は、SiC や Sapphire など、一般的に使用されていないサブストレートに対しても、コスト面での優位性を提供します。 シリコン・サブストレートのコストは長年の製造期間にわたって最適化されており、シリコン・ブールを製造するために比較的低コストの方法を使用しています。  

TI の製造作業

私たちの生活にエレクトロニクスを継続的に統合するうえで、パワー・マネージメントは中心的な役割を果たします。TI は数十年にわたり、お客様の設計に最適なパワー・デバイスを提供するための新しいプロセス、パッケージ、回路設計テクノロジーの開発をリードしてきました。電力密度の課題に対処できるように設計された、以下の主な GaN デバイスをご確認ください。 

GaN FET は、従来のシリコン FET に比べて本質的に優れた性能を備えており、エンジニアは電源設計の境界を押し広げて、新しいレベルの性能を実現できます。AC/DC アダプタのようなコンシューマ・アプリケーションから三相の 10kW コンバータまで、GaN はこれらの電力設計の重量、サイズ、コストを削減し、エネルギー消費量を削減しています。GaN の高速スイッチングにより、今日の電力システムの外観が変化し、超薄型電源、モーター・ドライブ内蔵ロボットなどの市場動向の実現が可能になり、次世代のデータセンターやコンピューティングで電力密度が 200% 向上しています。