前言
近年來,隨著人工智能、云計算及高密度電源需求的爆發(fā)式增長,功率電子系統(tǒng)對效率、功率密度及熱管理的挑戰(zhàn)日益嚴峻。傳統(tǒng)硅基MOSFET受限于材料特性,在高壓、高頻場景下的性能瓶頸逐漸顯現(xiàn)。氮化鎵(GaN)技術(shù)憑借其寬禁帶特性、高電子遷移率及低開關(guān)損耗,成為突破現(xiàn)有技術(shù)框架的關(guān)鍵。
英諾賽科近期推出的100V增強型GaN功率器件INN100EA035A,不僅是全球首個實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)的100V級GaN解決方案,更通過雙面散熱封裝與優(yōu)化設(shè)計,重新定義了電源系統(tǒng)的性能邊界,為AI服務(wù)器及48V基礎(chǔ)設(shè)施的高效能源轉(zhuǎn)換提供了全新解決方案。
INN100EA035A
INN100EA035A 采用Topside cooling En-FCLGA封裝,為業(yè)界首款 P2P Silicon MOS 100V氮化鎵的量產(chǎn)產(chǎn)品,最大導(dǎo)通電阻為3.5mΩ,雙面散熱,且具有低導(dǎo)阻、低柵極電荷、低開關(guān)損耗以及零反向恢復(fù)電荷等特點,這一特性對于效率要求極高的AI和48V電源應(yīng)用尤為重要。與傳統(tǒng)的MOSFET方案相比,該器件的功率密度提升20%;與業(yè)界最先進的MOSFET相比,系統(tǒng)功率損耗可降低大于35%。
這款芯片的主要優(yōu)勢在于其采用了先進的雙冷卻 En-FCLGA 封裝,傳統(tǒng)單冷卻封裝因熱路徑單一,易形成局部熱點,而 En-FCLGA 封裝由于雙面散熱架構(gòu)的引入,通過頂部與底部的協(xié)同散熱設(shè)計,將熱阻降至0.49°C/W,較同類單面散熱方案提升65%的導(dǎo)熱效率。這一改進直接降低了器件的工作結(jié)溫,結(jié)合3.5 mΩ的超低導(dǎo)通電阻,使得在48V/25A工作條件下,穩(wěn)態(tài)損耗較同類硅基MOSFET減少35%以上。
而在AI服務(wù)器48V DC-DC電源架構(gòu)中,INN100EA035A通過垂直電流路徑設(shè)計,將PCB寄生電阻降至最低。對比傳統(tǒng)MOSFET,功率密度可提升20%,且系統(tǒng)級效率在滿載條件下可突破98%,顯著降低了散熱需求與整體方案成本。雙面散熱設(shè)計還兼容多層PCB與外部散熱器的靈活組合,例如在四層FR4板上搭配35×35×15 mm散熱片時,結(jié)到環(huán)境熱阻可進一步降至26.22°C/W,滿足高功率AI GPU的散熱要求。
該器件的應(yīng)用潛力不僅限于AI服務(wù)器電源。在太陽能MPPT、同步整流及電機驅(qū)動等領(lǐng)域,其低損耗、高頻率特性同樣具備競爭力。
同時英諾賽科已基于En-FCLGA封裝技術(shù)推出了多款產(chǎn)品,導(dǎo)通電阻范圍覆蓋 1.8-7 mΩ,除INN100EA035A已進入量產(chǎn)階段以外,其余均已進入工程驗證階段,預(yù)計將在近期上市,通過加速擴展GaN產(chǎn)品線,以匹配AI服務(wù)器、可再生能源逆變器等市場對功率器件多樣化、定制化的需求,為設(shè)計者提供了無縫替換傳統(tǒng)MOSFET的高性價比路徑。
充電頭網(wǎng)總結(jié)
INN100EA035A的推出標(biāo)志著GaN功率器件在系統(tǒng)集成度與熱管理能力上的重要突破。En-FCLGA封裝通過雙面散熱架構(gòu)與低寄生參數(shù)設(shè)計,成功解決了高功率密度場景下的效率與可靠性矛盾。從技術(shù)參數(shù)看,3.5mΩ級導(dǎo)通電阻、7nC級柵極電荷以及42nC輸出電荷的組合,使該芯片在48V總線架構(gòu)中展現(xiàn)出顯著的性能優(yōu)勢。相較于現(xiàn)有硅基方案,該器件不僅可以將功率密度提升約20%,更通過零反向恢復(fù)特性降低了高頻諧振風(fēng)險,為AI服務(wù)器電源、太陽能MPPT及電機驅(qū)動等場景提供了更優(yōu)的半導(dǎo)體基礎(chǔ)。
英諾賽科通過該產(chǎn)品進一步鞏固了其在GaN市場的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)地位。雙面散熱封裝的規(guī)模化應(yīng)用,或?qū)⑼苿庸β誓K設(shè)計范式從“單一熱路徑優(yōu)化”向“三維熱-電協(xié)同設(shè)計”轉(zhuǎn)型。隨著該技術(shù)向更高電壓等級延伸,GaN器件有望在新能源汽車電驅(qū)、工業(yè)變頻器等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更廣泛的技術(shù)替代。
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