德州儀器正在將其多個工廠的氮化鎵（GaN）芯片生產(chǎn)從6英寸晶圓轉(zhuǎn)換為8英寸晶圓。模擬芯片公司正在為達拉斯和日本會津的8英寸晶圓準備設(shè)備，這將使其能夠提供更具價格競爭力的氮化鎵芯片。 自2022年以來，人們普遍認為氮化鎵芯片比碳化硅（SiC）芯片更昂貴，但這一情況已經(jīng)發(fā)生了逆轉(zhuǎn)。

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Part 1

德州儀器的GaN解決方案

GaN功率器件是可以實現(xiàn)高電子遷移率的晶體管（HEMT）。HEMT是一種場效應(yīng)晶體管（FET），與同等尺寸的硅功率晶體管相比，HEMT具有更低的導通電阻和更快的開關(guān)速度。這一優(yōu)勢使得功率轉(zhuǎn)換更加節(jié)能且節(jié)省空間。在硅襯底上生長的GaN模塊還可以利用現(xiàn)有的硅制造能力。

功率HEMT廣泛應(yīng)用于無線基站等領(lǐng)域，并且其可靠性經(jīng)過驗證。

德州儀器的GaN解決方案具備高效率、功率密度和可靠性的特性，TI的GaN產(chǎn)品組合包括控制器、驅(qū)動器和穩(wěn)壓器，通過端到端功率轉(zhuǎn)換和5MHz的開關(guān)頻率來降低功耗。

通過提高功率密度、最大化dV/dt抗擾度以及優(yōu)化驅(qū)動強度，TI的GaN解決方案可以降低噪聲并提高效率。

例如，使用LMG3410 600V GaN功率級供電的高電壓、高效率PFC和LLC參考設(shè)計，以及使用LMG5200 80V GaN功率級的多級48V功率轉(zhuǎn)換設(shè)計。

TI的GaN生態(tài)系統(tǒng)支持新穎獨特的拓撲結(jié)構(gòu)，同時減少了設(shè)計障礙。模擬和數(shù)字GaN FET控制器與TI的GaN功率級和分立GaN FET無縫配對，為工程師提供了更靈活、高效的設(shè)計選擇。

Part 2

氮化鎵芯片的價格

氮化鎵芯片的價格低于其SiC對手，而德州儀器在達拉斯和會津的工廠轉(zhuǎn)換完成后，將能夠提供更便宜的解決方案。

TI正在將其6英寸晶圓工廠轉(zhuǎn)換為8英寸，然后再將8英寸工廠轉(zhuǎn)換為12英寸。更大的晶圓意味著更多的芯片，這將為公司帶來生產(chǎn)效率的提升。預(yù)計達拉斯工廠的升級將在2025年完成，會津工廠的時間表還沒有透露。

德州儀器的這一舉措可能導致氮化鎵芯片的整體價格下降，其功率管理IC的生產(chǎn)從8英寸轉(zhuǎn)換為12英寸時，芯片的價格在整個行業(yè)范圍內(nèi)下降了。轉(zhuǎn)換為8英寸預(yù)計將使德州儀器節(jié)省成本超過10％。

TI還推出了其100V GaN LMG2100R044和LMG3100R017芯片，其功率密度為1.5kW/in3。

小結(jié)

功率半導體的價格變化在不斷往下走。



審核編輯：劉清