编者按：近几年来，以氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）材料为代表的第三代半导体器件研发进程不断加快，最近两年包括英飞凌、德州仪器、日本松下、安森美意法半导体等功率器件供应商，纷纷开始量产和供应氮化镓半导体功率器件，从而即将拉开此类器件大规模普及应用的序幕。
作为业界最先被看好的第三代半导体材料，第一个氮化镓器件直到2010年才实现商用，然而其特性带给业界巨大的想像空间，氮化镓功率器件市场预计将在2021年达到3亿美元，2016年到2021年的复合年增率为86%。
因此，氮化镓器件市场吸引了诸多参与者，这里面既包括EPC、GaN System、Transphorm、Navitas等初创新秀，这些初创企业大多选择代工厂制造模式，主要使用台积电（TSMC）、Episil或X-FAB作为首选伙伴。与此同时，有着截然不同特征的公司与功率器件行业巨头如英飞凌、安森美、意法半导体、松下和德州仪器也都加快了研发步伐，纷纷拿出看家本领在氮化镓功率器件竞技场展开竞争。
氮化镓功率器件领域最近引人关注的消息是，英飞凌公司宣布了其600V的CoolGaN增强型HEMT正式开始量产，同时配备了为其专门优化的氮化镓开关管专用驱动集成电路EiceDRIVER。
这款氮化镓功率器件的推出，使得英飞凌成为目前市场上唯一一家提供涵盖硅（Si）、碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等材料的全系列功率产品的公司。
英飞凌大中华区副总裁潘大伟兴奋地对记者表示，CoolGaN作为英飞凌氮化镓系列产品的品牌，未来将会助推英飞凌成为氮化镓功率器件行业领导者。
英飞凌最新发布的CoolGaN 600 V增强型HEMT采用可靠的常闭概念，它经专门优化，可实现快速开通和关断。它们可在开关模式电源（SMPS）中实现高能效和高功率密度，其优值系数（FOM）在当前市场上的所有600 V器件中首屈一指。
来自英飞凌科技奥地利股份有限公司资深市场营销经理邓巍博士，专程从国外飞来协助此次CoolGaN 600 V增强型HEMT在中国地区的发布，他用详实的实验数据介绍了这款最新氮化镓产品，。
据邓巍介绍，CoolGaN 600 V增强型HEMT在功率因数校正（PFC）变流器里具有超高的能效（2.5 kW PFC能效 > 99.3％），相同能效下的功率密度可达到160 W / in3（3.6 kW LLC能效 > 98％），在谐振拓扑中，CoolGaN线性输出电容可将死区时间缩短至八分之一到十分之一。
CoolGaN采用专利的常闭式概念栅极解决方案，使得器件可以实现更长使用寿命。CoolGaN开关的栅极电荷极低，且具有极少输出电容，可在反向导通状态下提供优异的动态性能，进而大幅提高工作频率，从而通过缩小被动元器件的总体尺寸，提高功率密度。
CoolGaN技术整合了英飞凌公司和其收购的IR公司的氮化镓专利，同时联合日本松下公司以及知名高校的创新成果，CoolGaN的专利技术只有英飞凌和松下有权使用。
潘大伟介绍，CoolGaN拥有行业领先的可靠性，在质量控制过程中不仅对器件本身进行全面测试，而且对其在应用环境中的性能进行全面测试，这确保了CoolGaN开关满足甚至优于最高质量标准。
为了更好地发挥CoolGaN 600 V增强型HEMT器件的优异性能，英飞凌同时发布了与其配套使用的专用驱动电路EiceDRIVER，以确保CoolGaN开关实现强健且高效的运行，同时最大限度地减少工程师研发工作量，加快将产品推向市场。
据邓巍介绍，不同于传统功率MOSFET的栅极驱动集成电路，这个针对英飞凌CoolGaN量身定制的栅极驱动集成电路可提供负输出电压，以快速关断氮化镓开关。在开关应处于关闭状态的整个持续时间内，GaN EiceDRIVER IC可以使栅极电压稳定保持为零。这可保护氮化镓开关不受噪音导致误接通的影响，哪怕是首脉冲，这对于SMPS实现强健运行至关重要。
氮化镓栅极驱动集成电路可实现恒定的GaN HEMT开关转换速率，几乎不受工作循环或开关速度影响，确保运行稳健性和很高能效，大大缩短研发周期。它集成了电隔离，可在硬开关和软开关应用中实现强健运行。它还可在SMPS一次侧和二次侧之间提供保护，并可根据需要在功率级与逻辑级之间提供保护。
宝威亚太电子（深圳）有限公司是第一批采用英飞凌CoolGaN 600 V增强型HEMT和驱动集成电路的企业之一，该公司成功设计了一款应用于数据中心的基于氮化镓功率器件的6KW的AC/DC电源，其中使用了英飞凌8*8mm的IGLD60R070D1器件，这款贴片封装的器件可以在效率、散热和空间优化方面提供了平衡的解决方案。
宝威亚太电子（深圳）有限公司研发部电子设计助理经理陈伟表示，采用氮化镓功率器件完成电源设计需要新的设计方法和理念，特别是器件驱动电路的设计有很大变化，更需要得到器件供应商的技术支持。虽然传统的电源设计方案更安全，但是同时满足客户高功率密度、高效率和小型化等需求时，氮化镓功率器件是目前惟一的选择。
展望氮化镓器件的应用前景，潘大传认为，在不同的目标应用中，电源领域是目前最大的应用市场。高压和低压氮化镓功率器件为交流-直流（AC/DC）、隔离型直流（isolated DC/DC）、负载点（point of load）功能带来附加值。电源领域将成为氮化镓的主流应用，氮化镓也将在电源领域发挥越来越重要的作用，如企业级超大规模数据中心服务器、通信整流器、适配器、充电器、SMPS和无线充电设施等。
