意法半导体氮化镓功率半导体PowerGaN系列首发，让电源能效更高、体积更纤薄

2021年12月17日，中国 —— 服务多重电子应用领域的全球半导体领导者意法半导体(STMicroelectronics，简称ST;纽约证券交易所代码:STM) 推出了一个新系列—— 氮化镓(GaN) 功率半导体。该系列产品属于意法半导体的STPOWER 产品组合，能够显著降低各种电子产品的能耗和尺寸。该系列的目标应用包括消费类电子产品的内置电源，例如，充电器、PC机外部电源适配器、LED 照明驱动器、电视机等家电。消费电子产品内置电源的全球产量很大，如果提高能效，可大幅减少二氧化碳排放。在功率更高的应用中，意法半导体的 PowerGaN器件也适用于电信电源、工业驱动电机、太阳能逆变器、电动汽车及其充电设施。

意法半导体汽车与分立器件产品部副总裁、功率晶体管事业部经理Edoardo Merli 表示：“基于 GaN 的产品商用是功率半导体的下一个攻坚阶段，我们已准备好释放这一激动人心的技术潜力。今天，ST 发布了STPOWER 产品组合的新系列的首款产品，为消费、工业和汽车电源带来突破性的性能。我们将逐步扩大 PowerGaN 产品组合，让任何地方的客户都能设计更高效、更小的电源。”

技术细节

氮化镓 (GaN) 是一种宽带隙复合半导体材料，电压耐受能力比传统硅材料高很多，而且不会影响导通电阻性能，因此可以降低导通损耗。此外，GaN产品的开关能效也比硅基晶体管高，从而可以取得非常低的开关损耗。开关频率更高意味着应用电路可以采用尺寸更小的无源器件。所有这些优点让设计人员能够减少功率变换器的总损耗(减少热量)，提高能效。 因此，GaN 能更好地支持电子产品轻量化，举例来说，与目前随处常见的充电器相比，采用GaN 晶体管的PC机电源适配器更小、更轻。

据第三方测算，在使用GaN器件后，标准手机充电器最多可瘦身40%，或者在相同尺寸条件下输出更大的功率，在能效和功率密度方面也可以取得类似的性能提升，适用于消费、工业、汽车等各种电子产品。

作为意法半导体新的G-HEMT 晶体管产品家族的首款产品，650V SGT120R65AL具有 120mΩ的最大导通电阻 (Rds(on))、15A 的最大输出电流和优化栅极驱动的开尔文源极引脚。该产品目前采用行业标准的 PowerFLAT 5x6 HV 紧凑型贴装封装，其典型应用是PC适配器、USB壁式充电器和无线充电。

正在开发的 650V GaN 晶体管现在有工程样品提供，其中120mΩ Rds(on)的 SGT120R65A2S采用2SPAK™高级层压封装，取消了引线键合工序，提高了大功率高频应用的能效和可靠性，SGT65R65AL 和 SGT65R65A2S的导通电阻都是65mΩ Rds(on)，分别采用PowerFLAT 5x6 HV 和 2SPAK封装。这些产品预计在 2022 年下半年量产。

此外，G-FET 系列还推出一个新的共源共栅 GaN 晶体管 SGT250R65ALCS，采用 PQFN 5x6封装，导通电阻为250mΩ Rds(on)，将于 2022 年第三季度提供样品

G-FET™ 晶体管系列是一种非常快、超低 Qrr、稳健的 GaN 共源共栅或 d 模式 FET，带有标准硅栅极驱动，适用于各种电源设计。

G-HEMT™ 晶体管系列是一种超快、零 Qrr 的增强模式 HEMT，并联简易，非常适合频率和功率非常高的应用。

G-FET 和 G-HEMT 都属于 STPOWER 产品组合的 PowerGaN 系列。