全面进军工业领域：氮矽科技推出工业级可靠性产品系列PIIP™ GaN

前言

随着氮化镓产品在PD快充市场大批量出货，市占率逐年提高，越来越多的应用市场开始关注氮化镓，而化合物半导体（SiC/GaN等）栅极可靠性问题限制了其市场推广的速度。针对高可靠性要求的应用市场，比如工业市场和新能源汽车市场，氮矽科技推出了PIIP™ GaN系列产品，解决了增强型氮化镓分离器件栅极不可靠的问题。

什么是PIIP™ GaN？

PIIP™ GaN（Power integrated in package）产品是氮矽科技自主研发的一系列面向工业领域的产品，PIIP™ GaN产品将功率E-mode GaN芯片与氮矽科技独有的专配氮化镓器件的驱动芯片合封在一个封装内，利用驱动芯片将E-Mode GaN脆弱的栅极保护起来，使其具有高可靠性的特点，同时其与传统硅器件兼容的输入电压大大精简了电源设计难度，也大大降低了PCB占板面积，满足易生产、高性价的要求。

（PIIP™ GaN内部电路框图）

PIIP™ GaN具有更灵活、更可靠、更高效、更易于使用的特点，有效提升了应用工程师的使用体验：

1. PIIP™ GaN支持±18V的宽电压输入范围

分离式增强型氮化镓器件其栅极的开启电压和工作电压与传统硅器件并不兼容，同时大电流的增强型氮化镓器件的驱动电路设计难度大，简单的RC电路的可靠性低下，这些痛点一直困扰着用户，而PIIP™ GaN完美的解决了以上所有问题，其输入（IN）电压范围为±18V，兼容了所有传统硅的控制器，为电源设计人员提供了极大的便利。

2. 支持UVLO欠压锁定功能

分离式增强型氮化镓器件的阈值电压普遍在1-2V左右，极易受到来自PCB走线以及芯片打线的寄生电感影响导致误开启。PIIP™ GaN的UVLO 阈值为 3.8V，当供电电压VDD低于UVLO时，内部电路处于待机状态，直到VDD达到启动电压，该功能有效避免了由于电源电压的波动导致的器件误开启炸机的问题，这也是PIIP™ GaN具备高可靠性的原因之一。

3. 超低的驱动电压振铃

在分离式方案中，由于封装端的打线所产生的寄生电感导致的振铃是氮化镓在大功率应用当中失效的最主要的原因，而PIIP™ GaN通过合封器件和驱动芯片有效的减小了寄生电感，如下图所示：

在分离驱动和合封驱动的对比测试中，下拉电阻同为0的情况下，合封驱动的振铃电压仅为0.24V，分离驱动的振铃电压则达到了1.8V。对于E-mode GaN器件来说，本身的阈值电压仅有1-2V左右的情况下，1.8V的振铃电压会直接导致器件关闭后的误开启。

4. 合封驱动方案温度更低

同时因为合封驱动省去了下拉电阻，所以其驱动损耗也明显低于分离驱动方案，同样的应用条件下，合封驱动方案温度更低，效率更高。

5. 更强的驱动能力

增强型氮化镓拥有传统硅不可比拟的高频优势，但也有着随器件饱和电流的不断增大对驱动芯片的驱动能力要求越高的缺点。PIIP™ GaN所使用的氮化镓驱动芯片拥有4A/1.4A的超高拉灌电流足以驱动高达150A的氮化镓器件。目前PIIP™ GaN系列产品拥有最大到30A的饱和电流产品DXC3065S2F。

全面面向工业领域的产品布局：

随着越来越多的工业及汽车领域的制造商选择与GaN器件供应商合作，氮化镓元件已逐步切入工业电源市场，PIIP™ GaN系列产品覆盖了不同功率以及不同封装，用户可以根据自身需求选择更适合自己PIIP™ GaN产品。

针对部分对产品体积有强烈需求的工业客户，氮矽科技推出了采用扁平化封装的PIIP™ GaN系列产品：

随着功率的进一步提升，如数据中心PSU、逆变器、车载OBC等客户产品，对氮化镓器件散热的要求会不断提升，为此氮矽科技在全球首次推出了采用TO封装的PIIP™ GaN系列产品：

传统的分离方案，电路设计复杂，使用成本高，导致氮化镓的潜能没有完全开发。氮矽科技PIIP™ GaN系列产品减少了电源芯片外围器件数量，提升了功率密度和效率，降低了设计成本，极大的提高了氮化镓的可靠性。PIIP™ GaN系列产品从消费电子领域扩展到工业及汽车领域, 氮化镓功率器件的潜能进一步得到开发。氮矽科技将引领增强型氮化镓的技术革新，加速氮化镓的应用普及，推动可持续发展战略，共创绿色未来。

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