GaN功率IC产品如何推动电子行业的变革

日前，世界上首家也是唯一一家氮化镓（GaN）功率器件厂商纳微（Navitas）半导体在北京举办媒体发布会。Navitas共同创始人兼首席执行官Gene Sheridan和销售及营销副总裁Stephen Oliver阐述了GaN功率IC产品如何能够推动电子行业的变革以及其中面对的复杂挑战，并发布了公司的最新产品。

无与伦比的速度与效率

Gene Sheridan介绍，纳微半导体创立于2014年1月，聚焦功率电子领域的

GaN变革，研发速度与效率关键的技术，以高开关速度实现小体积、低成

本和更快速充电，达到效率和节省能源的目的。 而以往通过硅或分立GaN

功率器件，只可以实现其中一个目的，但通过GaN功率IC，就可以同时获

得两者：无与伦比的速度与效率。

据介绍，Navitas的氮化镓功率IC产品能够在高出很多的效率水平上实现手机、消费产品、企业和新能源等市场的更低成本电源，Navitas专有的AllGaN™工艺设计套件能够以单芯片形式集成最高性能的GaN FET和逻辑及模拟电路。Navitas已经获得批准或正在申请的专利超过30项。

他说，笔记本电脑越来越薄，而电源适配器变化不大，现在，它终于和它所充电的笔记本电脑一样变得轻薄细小，并且价格实惠。电源的设计人员面临几个相冲突的业界挑战，从新的USB Type C连接和USB PD（电力输送）的输出是否符合法定的能效标准，一直到成本等相关问题。纳微的单芯片GaN功率IC可同时达到高速运作及高效率，其设计的方案满足所有这些挑战；与旧式慢速基于硅的半导体设计相比，成本相近甚至更低。

Gene Sheridan表示：“自从我们在2016年度应用功率电子会议和展览会（APEC）发表了AllGaN平台以来，纳微还推出了单芯片和半桥式GaN功率IC，业界最小的150W转换器，和现在我们发布的满足所有能效标准的业界最小65W USB-PD设计。这个高灵活性、高性能、高成本效益的小型化方案平台满足并超越移动和消费性市场预期。”

世界上最小的65W USB-PD适配器
纳微半导体推出的世界上最小的65W USB-PD（Type-C）电源适配器参考设计，跟上了过去十年来笔记型电脑在更小尺寸和更轻重量两方面的明显改变。

这个高频及高效的AllGaN™功率IC，可缩小变压器、滤波器和散热器的尺寸、减轻重量和降低成本。相比现有的基于硅类功率器件的设计，需要98-115cc（或6-7 in³）和重量达300g，基于AllGaN™功率IC的65W新设计体积仅为45cc（或2.7 in³），而重量仅为60g。

Stephen Oliver表示，用GaN功率IC设计的65W参考设计NVE028A采用有源钳位反激（ACF）拓扑结构的，开关速度比典型的转换器设计快了3至4倍，损耗降低40%，从而实现更小的尺寸和更低的成本。该设计完全符合欧盟CoC Tier 2及美国能源部6级（DoE VI）所规范的能效标准，更可在满负载下实现超过94%的最高尖峰效率。

与早期的高密度电源适配器设计不同，NVE028A使用简单、标准、低成本的制造技术实现了小尺寸（51 x 43 x 20.5 mm）和突破性的功率密度（1.5W/cc，24W/in³）。

他强调，其它GaN器件需要复杂的驱动，包括许多元器件和复杂的电路，而NVE028A的问世使复杂设计变得易于使用，这是电源适配器设计的一大成就，也是中国电源制造商一直在寻找的宽禁带功率组件，可以进一步提高电源的效率和功率密度，从而满足客户的要求。