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氮化鎵技術(shù)在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用潛力在日益顯現(xiàn)，研發(fā)熱度不斷上漲。
近日，國(guó)外多家企業(yè)/機(jī)構(gòu)向公眾展示了“GaN上車(chē)”的最新研究成果：
桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室：展示1.2kV車(chē)規(guī)級(jí)垂直GaN?MOSFET
12月19日，美國(guó)能源部（DOE）披露了桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室在車(chē)規(guī)級(jí)垂直氮化鎵器件上取得了最新研究突破——他們展示了1200V?GaN?MOSFET，這種器件集成了二氧化鉿（HfO2）柵介質(zhì)，屬業(yè)界首次。
此前，由于高泄漏和低帶偏移的問(wèn)題，行業(yè)普遍認(rèn)為高κ柵極電介質(zhì)與寬帶隙半導(dǎo)體不兼容。但此次桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的工藝成功實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)紀(jì)錄的低柵極泄漏，并展示了其GaN MOSFET在導(dǎo)通電流密度上比現(xiàn)有最先進(jìn)GaN和SiC設(shè)備高出一個(gè)數(shù)量級(jí)。這項(xiàng)成果證明了高κ柵介質(zhì)對(duì)于提高寬帶隙半導(dǎo)體的電流密度和性能的有效性，也為GaN在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用鋪平了道路。
桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室指出，GaN在1200V及以下的低電壓應(yīng)用中，通過(guò)與高κ柵介質(zhì)的兼容性，能夠提供比SiC更顯著的性能優(yōu)勢(shì)。這項(xiàng)研究是作為電力傳動(dòng)系統(tǒng)聯(lián)盟（Electric Drivetrain Consortium）的一部分進(jìn)行的，由美國(guó)能源部（DOE）車(chē)輛技術(shù)辦公室贊助。通過(guò)這項(xiàng)研究，下一代電動(dòng)汽車(chē)有望實(shí)現(xiàn)更高的效率和性能，同時(shí)降低成本，為電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展開(kāi)辟新的可能性。
VisIC&AVL：開(kāi)展氮化鎵逆變器研發(fā)合作
12月6日，據(jù)外媒報(bào)道，以色列氮化鎵器件廠商VisIC與奧地利交通技術(shù)公司AVL宣布達(dá)成合作，共同研發(fā)電動(dòng)汽車(chē)（EV）用高效率氮化鎵逆變器技術(shù)。此次合作旨在為汽車(chē)原始設(shè)備制造商提供性能超越SiC的功率半導(dǎo)體，同時(shí)降低器件級(jí)成本和系統(tǒng)級(jí)成本。
據(jù)悉，VisIC近期在AVL德國(guó)工廠進(jìn)行了一項(xiàng)測(cè)試，基于其硅基氮化鎵D3GaN器件打造的逆變器，在10kHz時(shí)達(dá)到了99.67%的基準(zhǔn)系統(tǒng)效率水平，在5kHz時(shí)效率超過(guò)99.8%，比同等碳化硅逆變器高出0.5%，并且減少了60%以上的能量損耗。
VisIC還指出，與碳化硅相比，其硅基氮化鎵功率器件在芯片生產(chǎn)過(guò)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。硅基氮化鎵功率器件可以在8英寸和12英寸的硅代工廠生產(chǎn)，擴(kuò)產(chǎn)非常簡(jiǎn)單。未來(lái)，AVL和VisIC還計(jì)劃將硅基氮化鎵平臺(tái)擴(kuò)展到800V氮化鎵功率模塊以確保他們的技術(shù)保持可擴(kuò)展性和可適應(yīng)性。
近兩年，VisIC持續(xù)發(fā)力氮化鎵車(chē)用場(chǎng)景，目前VisIC的氮化鎵車(chē)用業(yè)務(wù)已攜手化合物半導(dǎo)體材料供應(yīng)商IQE、全球電子行業(yè)器件組裝和封裝材料廠商賀利氏和燒結(jié)設(shè)備制造商PINK等企業(yè)。
