GaNの話

窒化ガリウム（GaN）のパワー・デバイスの近年の進歩によって、その動作範囲は40 V以下の低電圧用途にも大きく広がっています。シリコンMOSFETは、その優れた導通性能、十分に理解された製造プロセス、実証済みの信頼性によって、これまで、この電圧範囲で支配的となっていました。

窒化ガリウム（GaN）は、効率を高め、システムのサイズと重さを大幅に削減し、シリコンでは達成できなかったまったく新しいアプリケーションを可能にする技術として登場しました。では、なぜGaNについて多くの神話がいまだに広まっているのでしょうか、事実は何でしょうか？

GaNに関する非常に多くの誤った情報が残っている理由の1つは、既存のシリコン技術のサプライヤが、潜在的なGaNユーザーを思いとどまらせるために、信頼性の問題、設計上の課題、高い価格、信頼性の低いサプライ・チェーンなどの噂を含む脅迫戦術を使っていることです。

これらの攻撃にもかかわらず、GaNは、Lidar（光による検出と距離の測定）などのアプリケーションを可能にするだけでなく、データセンターや車載用電子機器など、以前はシリコンMOSFETが支配的な地位を占めていた従来のアプリケーションにも受け入れられ続けています。この記事では、GaNに関する最も一般的な神話を暴き、GaN FETとGaN ICが電力変換で置換のサイクルをどのように生み出しているかを示します。

この記事は、2016年6月13日にJohn Glaser博士とDavid Reusch博士によって書かれ、米Power Systems Design誌のウエブ・サイトで公開されました。

エンハンスメント・モードGaNパワー・デバイス（eGaN^® FETとIC）は、ユーザーが最終製品を差異化するための道を拓きます。この新技術は、小型機器や電子機器に給電するために、常に存在する電源回路や電力分配回路の効率を大幅に向上させます。

アメリカのセールス・マネージャとして、私は、優れた新しいビジョンを創り出すためにユーザーと協力するという羨ましがられる立場に立っており、彼らは、引き続き市場をリードし、エネルギー消費を削減して消費電力を最適化することに貢献しています。

新しい技術やアプローチを導入するパワー・システムの設計は常に、好奇心と評価で満ちています。ユーザーは常に、新技術の属性と実装に関して、最も根本的で遠大な質問をします。 したがって、私が受けた最も一般的な質問を文書化することは、GaN技術の使用がこの過渡的な技術を、自信を持って採用するための道を開くと考えている人の助けになるだろうと考えました。

Gallium nitride (GaN) power transistors designed for efficient power conversion have been in production for seven years. New markets, such as light detection and ranging, envelope tracking, and wireless charging, have emerged due to the superior switching speed of GaN. These markets have enabled GaN products to achieve significant volumes, low production costs, and an enviable reliability reputation. All of this provides adequate incentive for the more conservative design engineers in applications such as dc–dc converters, ac–dc converters, and automotive to start their evaluation process. So what are the remaining barriers to the conversion of the US$12 billion silicon power metal–oxide–semiconductor field-effect transistor (MOSFET) market? In a word: confidence. Design engineers, manufacturing engineers, purchasing managers, and senior management all need to be confident that GaN will provide benefits that more than offset the risk of adopting a new technology. Let’s look at three key risk factors: supply chain risk, cost risk, and reliability risk.