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发布时间： 2025/7/9 9:32:17 | 9 次阅读
随着人工智能、数据中心、汽车电子和消费电子等应用领域的快速发展，第三代半导体 ——GaN（氮化镓）正迎来前所未有的增长机遇。根据 TrendForce 集邦咨询的统计数据，2024 年quan球 GaN 功率元件市场规模为 4.85 亿美元，预计到 2030 年将达到 43.76 亿美元，期间年复合增长率（CAGR）高达 49%。
GaN 器件zui初主要应用于消费电子等低功率领域，例如智能手机快充适配器、LED 照明驱动等。随着材料工艺和器件架构的创新，GaN 器件正突破功率限制，进入中高功率领域。近日，quan球半导体解决方案供应商瑞萨电子宣布推出三款新型高压 650V GaN FET——TP65H030G4PRS、TP65H030G4PWS 和 TP65H030G4PQS，适用于人工智能（AI）数据中心和服务器电源（包括新型 800V 高压直流架构）、电动汽车充电、不间断电源电池备份设备、电池储能和太阳能逆变器等场景。
Kenny Yim, Senior Director of GaN/Power at Renesas 表示：“瑞萨电子 D-MODE 类型 GaN 器件一直面向高功率应用，采用瑞萨电子自主研发的、独有的 D-MODE GaN zhuan利技术。此次发布的四代半产品（也称第四代增强型，Gen IV Plus）专为多千瓦级应用设计，能够帮助客户进一步提升系统效率和功率密度。”
D-MODE 和 E-MODE 之争
从栅极技术路线来看，GaN 功率器件主要分为两大技术路线：增强型 E-Mode 和耗尽型 D-Mode。
Mode 类型 GaN 器件是一种常关型器件，通过在栅极下方引入 p-GaN 层形成内置负偏压，实现 0V 关断和正压导通。在应用方面，由于 E-Mode GaN 的常关特性，其使用方式可参考传统的硅 MOSFET，但需精心设计外围电路或者使用专门的驱动 IC，以解决高 dv/dt 干扰等问题。
Mode 类型 GaN 器件是一种常开型器件，基于 AlGaN/GaN 异质结的二维电子气（2DEG）自然形成导通通道，需通过负栅压关断。D-Mode 具有更高的电流密度和更低的导通电阻，这意味着在同样的功率输出下，采用 D-Mode 设计的功率半导体器件体积更小，效率更高。
全面优化的新型 Gen IV Plus 产品
基于 Gen IV Plus 平台，瑞萨电子推出了三款新型高压 650V GaN FET——TP65H030G4PRS、TP65H030G4PWS 和 TP65H030G4PQS，提供 TOLT、TO-247 和 TOLL 三种封装选项，使工程师能够灵活地针对特定电源架构定制热管理和电路板设计。
Gen IV Plus 平台的三款新产品具备出色的产品特性。以 TP65H030G4PRS 为例，其是采用 TOLT 封装的 30mOhm、650V GaN 器件，采用符合 JEDEC 标准的 GaN 技术，并经过了低动态电阻 Dynamic RDS（on）eff 验证。该器件拥有零反向恢复电荷，能够减少分频损耗，在硬开关和软开关电路中实现更高的效率，从而提高功率密度、减小系统尺寸和重量、整体降低系统成本。因此，TP65H030G4PRS 能够为 AI 数据中心和电信电源、电动汽车充电、光伏逆变器、不间断电源（UPS）、电池储能装置（BESS）等应用提供出色的性能和性价比。
Gen IV Plus 平台的三款新产品在封装技术上也颇具匠心，采用紧凑型 TOLT、TO-247 和 TOLL 封装，为 1kW 至 10kW 的电源系统提供了广泛的封装选择，既能满足热性能与布局优化的要求，还可并联组成更高功率的电源系统。新型表面贴装封装包括底部散热路径（TOLL）和顶部散热路径（TOLT），有助于降低外壳温度，方便在需要更高导通电流时进行器件并联。此外，常用的 TO-247 封装为客户带来更高的热容量，以实现更高的功率。
全面优化的新型 Gen IV Plus 产品
基于 Gen IV Plus 平台，瑞萨电子推出了三款新型高压 650V GaN FET——TP65H030G4PRS、TP65H030G4PWS 和 TP65H030G4PQS，提供 TOLT、TO-247 和 TOLL 三种封装选项，使工程师能够灵活地针对特定电源架构定制热管理和电路板设计。
Gen IV Plus 平台的三款新产品具备出色的产品特性。以 TP65H030G4PRS 为例，其是采用 TOLT 封装的 30mOhm、650V GaN 器件，采用符合 JEDEC 标准的 GaN 技术，并经过了低动态电阻 Dynamic RDS（on）eff 验证。该器件拥有零反向恢复电荷，能够减少分频损耗，在硬开关和软开关电路中实现更高的效率，从而提高功率密度、减小系统尺寸和重量、整体降低系统成本。因此，TP65H030G4PRS 能够为 AI 数据中心和电信电源、电动汽车充电、光伏逆变器、不间断电源（UPS）、电池储能装置（BESS）等应用提供出色的性能和性价比。
Gen IV Plus 平台的三款新产品在封装技术上也颇具匠心，采用紧凑型 TOLT、TO-247 和 TOLL 封装，为 1kW 至 10kW 的电源系统提供了广泛的封装选择，既能满足热性能与布局优化的要求，还可并联组成更高功率的电源系统。新型表面贴装封装包括底部散热路径（TOLL）和顶部散热路径（TOLT），有助于降低外壳温度，方便在需要更高导通电流时进行器件并联。此外，常用的 TO-247 封装为客户带来更高的热容量，以实现更高的功率。
