GaN“上车”进程提速：1200V MOS、800V模块

科技 2024-12-24 11:10 广东

氮化镓技术在电动汽车领域的应用潜力在日益显现，研发热度不断上涨。近日，国外多家企业/机构向公众展示了“GaN上车”的最新研究成果：

桑迪亚国家实验室：

展示1.2kV车规级垂直GaN MOSFET

12月19日，美国能源部（DOE）披露了桑迪亚国家实验室在车规级垂直氮化镓器件上取得了最新研究突破——他们展示了1200V GaN MOSFET，这种器件集成了二氧化铪（HfO2）栅介质，属业界首次。

此前，由于高泄漏和低带偏移的问题，行业普遍认为高κ栅极电介质与宽带隙半导体不兼容。但此次桑迪亚国家实验室的工艺成功实现了创纪录的低栅极泄漏，并展示了其GaN MOSFET在导通电流密度上比现有最先进GaN和SiC设备高出一个数量级。这项成果证明了高κ栅介质对于提高宽带隙半导体的电流密度和性能的有效性，也为GaN在电动汽车领域的应用铺平了道路。

桑迪亚国家实验室指出，GaN在1200V及以下的低电压应用中，通过与高κ栅介质的兼容性，能够提供比SiC更显著的性能优势。

这项研究是作为电力传动系统联盟（Electric Drivetrain Consortium）的一部分进行的，由美国能源部（DOE）车辆技术办公室赞助。通过这项研究，下一代电动汽车有望实现更高的效率和性能，同时降低成本，为电动汽车技术的发展开辟新的可能性。

VisIC&AVL：

开展氮化镓逆变器研发合作

12月6日，据外媒报道，以色列氮化镓器件厂商VisIC与奥地利交通技术公司AVL宣布达成合作，共同研发电动汽车（EV）用高效率氮化镓逆变器技术。此次合作旨在为汽车原始设备制造商提供性能超越SiC的功率半导体，同时降低器件级成本和系统级成本。

据悉，VisIC近期在AVL德国工厂进行了一项测试，基于其硅基氮化镓D3GaN器件打造的逆变器，在10kHz时达到了99.67%的基准系统效率水平，在5kHz时效率超过99.8%，比同等碳化硅逆变器高出0.5%，并且减少了60%以上的能量损耗。

VisIC还指出，与碳化硅相比，其硅基氮化镓功率器件在芯片生产过程中所需的能量要低得多，因此二氧化碳排放量也要低得多。硅基氮化镓功率器件可以在8英寸和12英寸的硅代工厂生产，扩产非常简单。

未来，AVL和VisIC还计划将硅基氮化镓平台扩展到800V氮化镓功率模块以确保他们的技术保持可扩展性和可适应性。

近两年，VisIC持续发力氮化镓车用场景，目前VisIC的氮化镓车用业务已携手化合物半导体材料供应商IQE、全球电子行业器件组装和封装材料厂商贺利氏和烧结设备制造商PINK等企业。

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