無論是電動(dòng)自行車、機(jī)器人或無人機(jī)等電池供電應(yīng)用，還是移動(dòng)領(lǐng)域的驅(qū)動(dòng)和板載系統(tǒng)以及IT 基礎(chǔ)設(shè)施，這些領(lǐng)域都依賴于具有成本效益、高效和緊湊的電子產(chǎn)品。為了滿足這一需求，弗勞恩霍夫應(yīng)用固態(tài)物理研究所 IAF 正在研究用于電力電子應(yīng)用的GaN集成電路，并且適用于48V的低電壓條件。

　　48V技術(shù)正在興起，并在各種行業(yè)中得到應(yīng)用。這是因?yàn)榕c較低的電源電壓相比，48V的電力傳輸更高效，因此改用 48V 是一種節(jié)省資源的替代方案。與高壓電力電子設(shè)備相比，48V 實(shí)現(xiàn)了高效率和安全性之間的理想折衷，不需要復(fù)雜的安全措施，適合日常應(yīng)用。

　　高度集成的氮化鎵（GaN）組件和系統(tǒng)是 48V 技術(shù)的理想解決方案。與Si相比，GaN 具有更好的電力電子物理特性。此外，GaN 技術(shù)允許將整個(gè)電路組件集成在一個(gè)芯片上。Fraunhofer IAF 開發(fā)了各種高度集成的 GaN 電路，開創(chuàng)了低電壓應(yīng)用的集成概念，并在2021 PCIM國際領(lǐng)先會(huì)議上展示了他們的研究。

　　會(huì)議上，研究人員展示了在不使用并排集成的條件下，利用一種交錯(cuò)設(shè)計(jì)將集成半橋的兩個(gè)晶體管合并的高度緊湊，從而提高了其面積效率。他們進(jìn)一步將三個(gè)這樣的半橋集成到電機(jī)逆變器GaN集成電路中，實(shí)現(xiàn)了一種先進(jìn)的GaN集成電路封裝技術(shù)。

　　幾年來，GaN-on-Si 高電子遷移率晶體管（HEMT）一直是各種電力電子應(yīng)用中不可或缺的組件。Fraunhofer IAF 展示了其先進(jìn)的布局和新設(shè)計(jì)，使 GaN 器件更加緊湊和高效。此外，F(xiàn)raunhofer IAF 的科學(xué)家Richard Reiner還在PCIM 2021上發(fā)表了關(guān)于GaN HEMT 的面積效率設(shè)計(jì)的論文。

　　弗勞恩霍夫應(yīng)用固體物理研究所Michael Basler博士表示：“GaN技術(shù)允許在一個(gè)芯片中集成一個(gè)由兩個(gè)功率晶體管組成的半橋，這顯著提高了系統(tǒng)的緊湊性。然而，為了利用這一點(diǎn)，在封裝和芯片層面優(yōu)化集成也非常重要。”Fraunhofer IAF的低壓GaN IC 集成概念展示了該公司對材料開發(fā)、封裝設(shè)計(jì)等方面的努力。此類高效緊湊型 GaN 技術(shù)將促進(jìn)未來 48V 類應(yīng)用關(guān)鍵組件的發(fā)展。