尺寸僅1/5，GaN功率IC讓筆記本電源再瘦身

近日，納微 (Navitas) 半導(dǎo)體推出世界上最小的65W USB-PD (Type-C) 電源適配器參考設(shè)計(jì)NVE028A。市場上現(xiàn)有的基于硅功率器件的適配器尺寸約98-115cc，重量達(dá)300g，憑借Navitas 的GaN功率IC AllGaN在功率密度上的顯著優(yōu)勢，這一方案的尺寸僅為傳統(tǒng)適配器的1/5。

圖：基于AllGaN功率IC的65W參考設(shè)計(jì)體積僅為45cc，重量僅60g

不僅尺寸小重量輕，NVE028A 采用了有源鉗位反激 (ACF) 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，開關(guān)速度比典型的轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)快了3-4倍，損耗降低40%，且有效降低了成本。該設(shè)計(jì)完全符合歐盟CoC Tier 2及美國能源部6級所規(guī)范的能效標(biāo)準(zhǔn)，在滿負(fù)載下實(shí)現(xiàn)超過94%的最高尖峰效率。采用這一參考設(shè)計(jì)，電源設(shè)計(jì)人員面臨的從新的USB Type C連接和USB PD的輸出是否符合法定能效標(biāo)準(zhǔn)及產(chǎn)品成本等問題都能迎刃而解。

無論是傳統(tǒng)的硅功率器件，還是分立的GaN器件，隨著開關(guān)頻率的提高，效率都會下降，AllGaN如何兼顧高開關(guān)頻率和高效率呢？Navitas共同創(chuàng)始人兼CEO Gene Sheridan告訴21ic記者，AllGaN的秘密就是軟開關(guān)。

圖：AllGaN能夠兼顧高開關(guān)頻率和高效率。高開關(guān)頻率實(shí)現(xiàn)小體積、低成本和更快速充電；高效率實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗

憑借創(chuàng)新的專有設(shè)計(jì)，Navitas的速度最快、能效最高的高壓GaN功率FET，比基于硅的半導(dǎo)體快20 倍，比串迭式GaN快5 倍。與此同時，Navitas還設(shè)計(jì)出首個高速整合式GaN門極驅(qū)動器iDrive，比其它門極驅(qū)動器快3 倍。AllGaN將GaN邏輯、GaN驅(qū)動和GaN FET單片集成，大部分與頻率相關(guān)的功率損耗都被消除，在高頻狀態(tài)仍能實(shí)現(xiàn)高效率。

 AllGaN是目前市場上獨(dú)一無二的全GaN功率IC，Navitas也是世界上第一家和唯一的GaN功率IC 公司。Navitas 擁有強(qiáng)大且不斷增長的功率半導(dǎo)體行業(yè)專家團(tuán)隊(duì)，擁有超過200項(xiàng)專利。 其公司名Navitas是“能量”的拉丁語，Sheridan表示，因?yàn)楣?jié)能正是Navitas所有技術(shù)和創(chuàng)新的核心。除了NVE028A面向的消費(fèi)類市場，GaN功率IC在LED照明、數(shù)據(jù)中心、電動車、太陽能等廣闊市場都將大有可為。

中國電源協(xié)會理事長兼浙江大學(xué)電力電子技術(shù)研究所所長徐德鴻表示：“這是電源適配器設(shè)計(jì)的一大成就。我認(rèn)為中國電源制造商一直在尋找這樣的寬禁帶功率組件，以進(jìn)一步提高電源的效率和功率密度，從而滿足客戶的要求。Sheridan透露，隨著包括中國在內(nèi)亞太地區(qū)的客戶對GaN功率IC越來越濃厚的興趣，Navitas將在亞洲開設(shè)新的業(yè)務(wù)中心。

據(jù)Sheridan介紹，Navitas擁有強(qiáng)大的晶圓廠產(chǎn)能和裝配能力。采用硅基GaN晶圓的標(biāo)準(zhǔn)CMOS，GaN epi 反應(yīng)器只需6個月的交貨時間。采用標(biāo)準(zhǔn)工藝及設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)QFN 封裝，高速最終測試儀只需3個月的交貨時間。Marketsandmarkets預(yù)測顯示，全球GaN功率器件的市場規(guī)模2011年是將達(dá)到26億美元，年復(fù)合增長率高達(dá)24.5%。Sheridan表示，2018年Navitas的主要產(chǎn)能還將大幅擴(kuò)大，滿足高速增長的市場需求。