我經(jīng)常感到奇怪,,我們的行業(yè)為什么不在加快氮化鎵 (GaN) title="晶體管" target="_blank">晶體管的部署和采用方面加大合作力度;畢竟,,大潮之下,,沒人能獨善其身。每年,,我們都看到市場預測的前景不太令人滿意,。但通過共同努力,我們就能夠大大增加這項高能效技術(shù)的市場滲透能力,。
如果GaN取得勝利,,我們將都是贏家。世界范圍內(nèi)的能效只需提高1%,,我們就能關(guān)閉45個火力發(fā)電廠,。在日常生活中,我們已經(jīng)目睹了GaN技術(shù)的部署和采用——其實直到幾個月前,,我還沒發(fā)現(xiàn)這一點,,因為我女兒問我GaN長什么樣子,,我才意識到,在家中的節(jié)日彩燈中有數(shù)百個GaN?。耗鞘荊aN LED里使用的GaN,。
GaN可靠性是一個不錯的合作主題。即使GaN晶體管現(xiàn)在通過了傳統(tǒng)硅質(zhì)量檢測應力測試,,即“qual”,,其采用仍然很慢。這是因為“qual”并不能保證低用戶退貨率,,其原因在于它是基于硅材料的,。雖然通過“qual”測試對于器件的生產(chǎn)制造、質(zhì)量和可靠性具有重要的意義,,但它并不能表明器件使用壽命,、故障率和應用相關(guān)性方面對GaN晶體管的意義。開發(fā)人員有多種選擇,,即使硅材料解決方案體積更大且能耗更高,,但是它們已經(jīng)過了測試。
對于采用GaN的開發(fā)人員來說,,他們需要有信心去相信部件在預計的使用壽命內(nèi)能夠穩(wěn)健耐用地運行。在TI,,我們始終在深入思考這意味著什么,,并將其歸結(jié)為圖1中所表示的2個項目。首先,,傳統(tǒng)硅技術(shù)方法需要針對GaN和其故障模式進行拓展,。第二,應力測試需要包括電源管理的開關(guān)條件,,而這是傳統(tǒng)硅材料qual測試無法解決的,。
圖1:GaN質(zhì)量鑒定需要現(xiàn)有硅方法體系的擴展,并且需要增加實際使用情況下的應力測試
當一個行業(yè)攜起手來共同開發(fā)標準時,,這些標準就會被認為是可信的,。預測的可靠性標準需要對技術(shù)和其故障模式,以及在測試,、質(zhì)量鑒定和產(chǎn)品運行方面的知識深入了解,。預測性標準的優(yōu)勢在于極大加快了市場普及,而第一步就是意識到現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷,。
我首先在一份白皮書中(確定 GaN 產(chǎn)品可靠性的綜合方法)對這個問題進行說明,。這份白皮書引發(fā)了業(yè)內(nèi)的討論,這也促使我們將這個對話延續(xù)下去,,我們在今年3月召開的應用電力電子會議 (APEC) 上提交了一份行業(yè)對話論文,,并且接受IEEE國際可靠性物理學討論會 (IRPS) 技術(shù)委員會的邀請,。我們希望本次對話能夠進一步擴展至工作組層面,并且在其他人也針對這個重要話題發(fā)表看法時拓展工業(yè)領(lǐng)域的協(xié)作,。
TI正在通過可靠且值得信賴的GaN產(chǎn)品努力打造一個能效更高的未來,,同時也將數(shù)年的硅制造專業(yè)知識和先進器件開發(fā)技術(shù)引入到GaN中。TI一直充分利用現(xiàn)有的生產(chǎn)制造基礎(chǔ)設(shè)施和能力,,使600V GaN工藝符合要求,。為了確保可靠性和穩(wěn)健耐用性,,在對TI的器件進行測試時,,TI所使用的GaN特定測試方法的有效性遠遠超過了傳統(tǒng)硅質(zhì)量鑒定做法。
借助于合格的器件,,電源設(shè)計人員能夠?qū)崿F(xiàn)GaN的滿功率運行,,從而打破市場普及阻礙,而最為重要的一點是,,這使我們有可能生活在一個能效更高的世界中,。