关于氮化镓实际使用的热管理方面讨论

所以，我想说这个概念是完全可扩展的。因此，我们可以为低功率制作非常高的 RDS (on) 部件，或为高功率制作非常低的 RDS (on) 部件。通过简单地重塑设计，它可以扩展到低电压，但这个概念是成立的。这就是我们基本上认为我们已经实现了最初目标的方式。

考虑过引入单片集成到功率晶体管中的栅极驱动器的主题，但我想说，这是一个非常好的低功耗解决方案(今天，我们知道市场正在告诉这一点)。但它可能会在高功率时变得有损。我会说，由于片上热耦合，驱动器可能会因功率晶体管的自热而遭受额外的损失。因此，我们认为最好让我们的客户继续使用他们多年来一直使用硅的 MOSFET 驱动器，以保留对栅极驱动器的选择。现在，最终每个栅极驱动器都可以与 E 模式 GaN 耦合，这基本上就像 MOSFET 一样驱动 GaN。

我现在想评论的一个话题是热管理方面的。虽然宽带隙半导体、氮化镓，但不仅如此，碳化硅解决方案也承诺更高的工作温度和更高的效率。如我们所知，设计人员在将这些设备设计到系统中时还需要考虑热管理问题?

那么，我们的技术策略是什么?我们如何看待随着功率密度不断提高的热管理需求对工艺和封装技术未来发展的影响?

这是一个很好的观点。当然，你知道，Maurizio，我们大多数参与 GaN 的人经常强调 GaN 的一个好处是，可以在比目前基于硅架构的正常开关频率高得多的情况下实现非常高的效率。当然，在这样做时，我们说应使用可表面贴装的封装，以减少电感并支持高频。否则包裹会成为真正的瓶颈，对吧?因此，人们无法充分利用 GaN 的优势。

不幸的是，可用于大功率的 SMD 封装并不多，制造电源的人们仍然非常依赖 TO-220、TO-247 等整体封装。CGD 以 DFN 8×8、DFN 5×6 等 SMD 封装进入市场，适用于中低功率应用。但它也非常重要，特别是对于高功率部分，为了支持数据中心服务器对效率的高需求，所以假设超过 1 千瓦，开发热增强 SMD 解决方案非常重要，我们正在这样做与我们的组装现场。当然，它们的热阻非常低。我们将在适当的时候分享这些。

原则上，主题是：使用 GaN，我们允许用户缩小他的应用程序，但热量仍然存在。它必须以某种方式消散。我们正在走向死胡同吗?所以，我想说，首先，我们使用 GaN 是安全的，因为人们应该注意到 GaN 的开关损耗是迄今为止最低的。因此，输出损耗明显低于任何其他技术。栅极电荷比硅好10倍，低于硅和碳化硅。

因此，部分答案是，对于 GaN，我们必须处理低得多的热量才能消散。但是当然，散热这个话题很重要，我认为未来几年我们将看到市场发展的方向之一可能是采用芯片嵌入等解决方案，它可以通过很多方式显着降低热阻PCB 内部更有效的热管理。但总的来说，我也会说来自 GaN 制造商的其他元素可以帮助改善 PCB 级别的冷却。

我之前说过，我们正在将传感和保护功能集成到 GaN HEMT 中。考虑集成电流感应。通常，为了检测电流，需要添加外部检测电阻器，这当然会阻止将晶体管连接到接地层。通过将这一功能引入 HEMT，现在可以将 HEMT 源连接到地。通过这种方式，冷却可以更加有效，因为现在我们可以根据需要设计冷却路径，并专注于实现较低的工作温度，反之亦然。对于相同的热量，我们可以使用更高的 RDS (on)。

这就是 50 伏以下 IC-GaN 技术中包含的全部内容。所以，这是一个组合。晶体管技术可以改善冷却或为用户提供更多的自由度。但是，当然，从封装的角度来看，仍然可以做很多事情来帮助 SMD 技术变得像通孔一样具有性能。