罗姆这款GaN将替换Si MOSFET!体积减少99%、功耗降低55%

Release time:2023-07-26
author:AMEYA360
source:网络
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  20世纪50年代,以硅(Si)、锗(Ge)为代表的第一代半导体材料出现,取代了笨重的电子管,促使以集成电路为核心的微电子工业实现飞跃。而为了满足日益增加的多元化需求,以砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)为代表的第二代半导体,以及以氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)为代表的第三代半导体应运而生。

  当前,第三代半导体已成为战略性新兴产业的重要组成部分。与硅相比,氮化镓的禁带宽度、击穿场强、电子饱和速度都高出三倍左右,GaN具有更优异的物理性能,特别是在高频率工作、高速开关的状态下,相较于硅甚至碳化硅都有更好的表现。

  2012年,第一颗600V的GaN芯片通过了JEDEC;2018年,650V功率 GaN IC 面市;2019年,650V功率GaN市场被打开。2020年,小米推出65W GaN充电器,进一步拓展了GaN市场。据Trend Force报告显示,全球GaN功率元件市场规模将从2022年的1.8亿美金成长到2026年的13.3亿美金,复合增长率高达65%。

  说到氮化镓,不得不提全球半导体代表厂商罗姆半导体(ROHM),自2006年起,罗姆开始研发氮化镓产品,经过不懈努力,在2021年确立了150V GaN器件技术,普通氮化镓产品是6V耐压,而罗姆产品可以做到8V。2023年4月,ROHM开始量产650V耐压产品。近日,罗姆又推出新产品EcoGaN™ Power Stage IC “BM3G0xxMUV-LB”。该产品可以替代现有的Si MOSFET,从而使器件体积减少99%,功率损耗降低55%,有助于减少服务器和AC适配器的体积以及损耗。

罗姆这款GaN将替换Si MOSFET!体积减少99%、功耗降低55%

  罗姆半导体(上海)有限公司技术中心High Power Solution部门负责人周劲介绍,针对可持续发展的需求,GaN HEMT作为一种有助于提高功率转换效率和实现器件小型化的器件被寄予厚望。然而,与Si MOSFET相比,GaN HEMT的栅极处理较难,例如驱动电压低,容易误启动;栅极耐电压低,栅极存在损坏风险。因此必须与驱动栅极用的驱动器结合使用,如此不仅增加了设计复杂度,也额外增加了系统成本。必须与驱动栅极用的驱动器结合使用。罗姆这款GaN将替换Si MOSFET!体积减少99%、功耗降低55%

  在这种市场背景下,ROHM结合所擅长的功率和模拟两种核心技术优势,开发出集功率半导体——GaN HEMT和模拟半导体——栅极驱动器于一体的Power Stage IC。也就是说,这款产品集成了新一代功率器件650V GaN HEMT,能够更大程度地激发出GaN HEMT性能的专用栅极驱动器、新增功能以及外围元器件。另外,该产品支持更宽的驱动电压范围(2.5V~30V),拥有支持一次侧电源各种控制器IC的性能,因此可以替换现有的Si MOSFET。具体而言,EcoGaN™ Power Stage IC具有三个特点:首先,支持各种一次侧电源电路。驱动范围宽、启动时间短,可以应用在各式AC-DC的电路中(包括反激式、半桥、交错式PFC和图腾柱PFC),并且传输延迟时间短,整个环路等设计较容易。

  其次,该产品进一步降低了功耗。在导通损耗影响较小的情况下,相比Si MOSFET单体减少55%,相比普通产品,仍然可以做到减少约20%的程度。

  同时,产品进一步小型化。一般来说,普通产品含有9个相关元器件,而罗姆的新产品使得驱动方式进一步简化,外置Power Stage相关元器件只需1个。

  Power Stage IC目前有两款:BM3G007MUV-LB和BM3G015MUV-LB,导通电阻分别是70毫欧和150毫欧。此外,配合这些产品罗姆配备了三款评估板,BM3G007MUV-EVK-002用来评估芯片的整体方案性能;BM3G007MUV-EVK-003和BM3G015MUV-EVK-003,可移植到客户现有方案进行测试。

  提到未来的产品路线,周劲表示:“罗姆将不断改进驱动技术和控制技术,与EcoGaN™系列”GaN器件相结合,便于客户选择。”Power Stage IC下一代机型,准偕振AC-DC+GaN的器件预计在2024年一季度量产,功率因数改善+GaN的器件也将于2024年第一季度量产,半桥+GaN的器件预计在2024年第二季度量产。

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罗姆参展PCIM Europe 2026 ~推动面向电动出行和工业领域的SiC功率技术发展~
2026-06-03 10:41 reading:326
罗姆的SiC MOSFET应用于面向AI服务器电源的电池备份单元
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罗姆丨方案介绍  智驾升级,看罗姆如何筑牢ADAS感知系统基石
  2026年,L4级自动驾驶正加速在限定场景(如自动驾驶出租车、无人配送)落地,产业处于从L2普及向L3/L4探索。在这一进程中,ADAS(高级驾驶辅助系统)作为智驾功能的核心载体,其性能影响整车安全上限。ADAS的完整工作流程始于环境感知——由摄像头、雷达、激光雷达等构成的感知网络,为后续决策与控制提供基础数据。感知的精度与可靠性,直接影响系统能否正确应对复杂路况。  罗姆围绕ADAS环境感知环节,提供从电路保护、电源管理、信号传输到核心光源等多类产品,覆盖车载摄像头与激光雷达等多个模块,您可点击查看罗姆ADAS解决方案。  车载摄像头  随着ADAS等级提升,单车摄像头数量不断增加,部分车型已搭载10个以上。摄像头模块面临小型化、低功耗、高画质和高可靠性等多方面要求。罗姆围绕这些需求,从基础的电路保护到核心的电源管理与信号传输,提供保护二极管、电源管理IC(PMIC)、串行/解串器(SerDes IC)等产品。  保护二极管- ESD(静电放电)保护二极管  采用DFN1006-2W封装的两款产品符合汽车电子产品可靠性标准AEC-Q101的要求,还适用于采用SerDes IC通信的ADAS、AD(自动驾驶)摄像头以及ECU(电子控制单元)等应用。  - 创新型保护用肖特基势垒二极管  RBE01VYM6AFH在低VF(正向电压)和低IR(反向电流)这对此消彼长的特性之间实现了高维度平衡,可为ADAS摄像头等配备了像素日益提高的各种图像传感器的应用,提供高可靠性的保护解决方案。  PMIC BD868xxMUF-C系列符合ISO 26262及其ASIL-B标准的PMIC BD868xxMUF-C系列,适用于ADAS等产品中应用日益广泛的车载摄像头模块。该系列特点如下:  · 内置3个DC-DC系统和1个LDO系统  · 3.5mm见方的业界超小封装,可减少安装面积  · 内置异常状态通知机构(可以检测到电压异常等状况并通过I2C来反馈)  · 支持各制造商的CMOS图像传感器  SerDes IC BU18xMxx-C用来传输影像的SerDes IC BU18xMxx-C可以根据分辨率优化传输速率,因此与普通产品相比,功耗可降低27%。此外,通过传输速率优化功能和展频功能,还可将EMI峰值l降低20dB左右。不仅如此,该IC还具有冻结检测功能,可以检测图像的冻结状态,从而还可提高整个ADAS系统的可靠性。  激光雷达(LiDAR)  LiDAR是实现L2+级以上自动驾驶的核心测距与空间识别传感器,罗姆可提供光源器件和电源管理产品。  高输出功率半导体激光二极管RLD8BQAB3是面向LiDAR等距离测量和空间识别应用开发而成的超小型表面贴装型125W高输出功率8通道阵列激光二极管。支持1~8通道激光二极管单独发光和总输出光功率达1kW的超高输出8通道同时发光,客户可根据应用需求选择合适的照射方法。  LDO稳压器 IC BUxxJA3DG-C系列面向汽车ADAS中性能日益提升的小型车载应用(如传感器和雷达等),其特点如下:  · 以小型封装实现300mA的输出电流:采用SSOP5封装(2.9mmX2.8mm),将输出电流从以往的200mA提高到300mA  · 从下限1.7V起即可工作(BU12JA3DG-CA):支持在1.8V的电源系统中使用,可实现更低损耗和更低发热量(而且噪声更低)  · 低输出噪声特性:与普通的低噪声型LDO相比,输出噪声减少约40%,仅为55uVrms(BU33JA3DG-C时)  迈向高阶自动驾驶,环境感知始终是不可动摇的技术底座。罗姆凭借PMIC、SerDes IC、激光二极管、保护二极管等器件,配合ComfySIL™功能安全方案,为车载摄像头和激光雷达提供关键支撑。未来,罗姆将持续深耕汽车电子,以更高效、可靠的元器件方案,助力智能驾驶走向更安全、更便捷的水平。
2026-05-14 09:55 reading:515
技术解码 | 罗姆助力AI服务器能效提升
  数字化转型(DX)和AI的迅猛发展,为社会带来了巨大的便利,而支撑其运行的数据中心耗电量却持续攀升。  为了助力解决这一社会课题,罗姆已将融合多年来积累的“功率电子”和“模拟”技术优势,更大程度地提高服务器能效当作使命。其中,服务器总功耗中占比较大的“电源”的效率提升,以及通过“电机”驱动的冷却系统的进一步节能,是实现无碳社会的重要课题。  从业界先进的SiC(碳化硅)功率元器件,到可实现高精度控制的模拟IC以及各种分立器件,罗姆集这些产品的开发、生产制造、销售于一体,为客户提供前瞻性的解决方案。  罗姆的半导体技术可高水平兼顾客户服务器系统的“节能”和“小型化”需求,同时还有助于提高其可靠性。罗姆将与客户携手共创可持续发展的数字社会。  AI服务器主板(Server Board)  随着生成式AI的普及和数字化转型的加速,现代服务器面临着前所未有的算力需求,以及随之而来的功耗激增问题。要改善数据中心电源使用效率指标(PUE),从传统12V分散式供电向48V集中式供电架构的转型,以及电源单元的小型化和效率提升已成为当务之急。  罗姆利用多年积累的高效电源IC技术,结合包括GaN(氮化镓)器件在内的高性能MOSFET,为客户提供综合解决方案。通过可充分激发产品特性的驱动技术,大幅降低功率转换损耗。通过同时实现更低发热量和更高功率密度,助力服务器主板的处理能力提升及节能降耗。  电源供应单元(PSU)  罗姆可一站式提供下一代服务器PSU所需的全部电源解决方案。针对高电压大电流化的一次侧电路,可提供业界先进的SiC元器件和高速GaN元器件产品群,助力应用产品大幅提升效率。另外,针对AI服务器等主流的50V输出二次侧整流用途,可提供80V耐压等高性能LV MOS产品群,可将导通损耗降至超低水平。当然,罗姆还拥有性价比超高、也非常适用于图腾柱PFC低速侧开关应用的丰富的Super Junction MOSFET(SJ-MOSFET)产品群。  在这些种类繁多的产品群基础上,罗姆还可提供系统层面的综合解决方案,其中包括可更大程度激发产品性能的栅极驱动器和控制IC。这正是罗姆的优势所在。本页面将介绍罗姆支撑未来AI数据中心的最新科技和解决方案。  备用电池单元(BBU)  在BBU(备用电池单元,用来在电源异常时保护数据)设计中,能够充分发挥锂离子电池性能的先进电池管理系统至关重要。罗姆提供可高精度监测电池健康状态(SoH)的电池电量监控IC(电量计IC)等产品,助力BBU的小型化和可靠性提升。  此外,在保障服务器稳定运行和可维护性的热插拔电路中,能够承受大电流负载的宽SOA(安全工作区)范围至关重要。尤其是大量使用GPU的AI服务器,对其稳定性的要求非常严苛。罗姆兼具宽SOA范围和低导通电阻的100V耐压功率MOSFET,可满足其严苛要求,并可提高系统的可靠性和稳健性。  罗姆不仅提供这类元器件级解决方案,还针对多样化的电源架构,提供满足从传统的12V/50V级电源,到可显著改善数据中心整体节能性能的400V级HVDC(高压直流供电)机架应用需求的丰富产品群。
2026-04-15 13:05 reading:726
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