去る2015年に、米オンライン・ニュースVenture Beatは、シリコンから引き継いだ窒化ガリウム・チップに関する記事を公開しました。その記事で私は、GaN FETはシリコンよりも高性能で、かつ低コストなので、窒化ガリウム・ベースのパワー半導体の広範な採用が可能であると主張しました。それでも、GaNがまだ、そのマイルストーンに到達していないという誤解が広まっています・・・これは誤った神話です。このブログで、この議論は定格400 V未満のデバイスに限定されているという注意と共に、この神話を払拭しようと試みます。これは、EPCのFETとIC製品のアプリケーションの焦点だからです。

最初のGaNオン・シリコンのパワー・トランジスタが大量生産を始めてから12年以上が経過し、Lidar（光による検出と距離の測定）や宇宙の電子機器などの多くのアプリケーションで、非常に急速に採用されています。しかし、民生用電子機器、コンピュータ、モーター駆動、自動車などの他の市場についてはどうでしょうか？　これらの各分野でさえ、性能の向上と低コスト化という予測される転換点が現実のものになってきたため、GaNデバイスが大量に使われ始めています。

大きな神話：GaNデバイスはシリコン・デバイスよりもコストがかかる

これは、GaN技術に関する最も一般的な誤解です。2015年ころに、最初のGaNオン・シリコンのトランジスタが登場し、同じオン抵抗と電圧定格のパワーMOSFETと比べて、実際には価格が安かったのです。それ以来、GaNトランジスタの価格は下がり続け、同時に技術は改善され、チップの小型化が実現されています。

図1は、EPCの100 V eGaN^® FETsの価格比較です。このチャートは、GaNデバイスとそれに対応するMOSFETのさまざまなオン抵抗の仕様に対するグラフです。2022年2月の中程度の量の場合の価格を使いましたが、同じ関係がより多くの量に対して追随すると推測できます。

eGaN FETとMOSFETの間の相対的な性能の違いとサイズの違いが、低い電圧よりも高い電圧でさえ、GaNデバイスの価格は、比較的、安くなります。

同等の価格設定では、同等の電圧とオン抵抗で、eGaN FETが同等のMOSFETよりも小型で、はるかに高速であるという事実を無視しています。ユーザーは、同等の価格で、はるかに優れた性能を得ることができます。設計者は、ウエブ・ベースのクロスリファレンス・ツールを使って、これを自分でテストできます。これによって、ユーザーは、パラメータの違いと推定性能を簡単に比較して、性能を向上させ、コストを削減する理想的なGaN FETを特定できます。単にシリコンMOSFETの部品番号を入力するだけで、推奨される代替品を見つけることができます。

パワー・システムの設計者は、性能、サイズ、コスト、信頼性など、多くの制約に対処しなければなりません。GaNデバイスについては、すべてのボックスで、優れた新製品をチェックします。それらは優れた性能を持ち、使いやすく、非常に小型で、信頼性が高く、手頃な価格です。おそらく、何よりも最も重要なのは・・・この新世代のパワー・デバイスに適合した効率的なサプライチェーンのおかげで、短いリードタイムで広く利用できることです。

Jianglin Zhu, Senior Applications Engineer