CEO Corner－Alex Lidow駁斥氮化鎵元件的價格高於矽元件的神話
技術分享雜談GaN技術 – Alex Lidow, Ph.D.
八月 03, 2022
早在2015年，Venture Beat就發表了一篇關於氮化鎵晶片取代矽的文章。在那篇文章中，我斷言氮化鎵基功率半導體的廣泛普及是可能的，因為GaN FET將比矽具有更高的性能和更低的成本。 然而，人們仍然普遍誤解氮化鎵元件還沒有達到那個里程碑……這是一個錯誤的迷思。在這篇部落格文章中，我將試圖打破這個神話，並提醒大家，本次討論僅限於額定電壓低于400 V的元件的應用領域，因為這是EPC 的重點產品。
第一個矽基氮化鎵功率電晶體從開始量產到現在已經超過12年，在光達和航空航天電子等許多應用中迅速普及。 但在其他市場，如消費品、電腦、馬達控制器和汽車市場呢？ 氮化鎵元件在這些市場也開始普及化，因為市場已經到了預測氮化鎵元件性能的臨界點：實現更高的性能而同時成本可以更低。
神話：氮化鎵元件的成本高於矽元件
這是對氮化鎵技術最常見的誤解。 大約在2015年，第一個矽基GaN電晶體開始出現，與具有相同導通電阻和額定電壓的功率MOSFET相比，它們的價格實際上更低。 自那以後，氮化鎵電晶體的價格持續下降，同時技術也繼續得以改進，而且晶片尺寸更小。
圖1顯示了EPC的100 V eGaN® FET的價格比較。 此圖表顯示了氮化鎵元件及等效MOSFET的各種導通電阻規格比較。 儘管使用了2022年2月的中等批量定價，但可以推斷，即使是更大的批量，其比較結果也會相同。
圖1：eGaN FET和MOSFET之間的定價比較。 2022年2月的產品價格是基於批量為1000片。
在較高電壓下，eGaN FET和MOSFET之間的相對性能差異和尺寸差異大於在較低電壓下，氮化鎵元件的定價甚至更低。
可比較的定價忽略了這樣的一個事實，即在等效電壓和導通電阻下，eGaN FET比可比較的MOSFET更小、更快，所以用戶能以可比的價格獲得更高的性能。 設計師可以使用我們網站上所提供的交互參照搜尋工具，自行測試這一點。 該工具允許使用者輕鬆比較參數差異和估計性能，從而找出理想的GaN FET、提高性能和降低成本。 只需輸入矽MOSFET元件型號，即可找到我們建議的替代產品。
電源系統的設計者必須應對許多約束，包括性能、尺寸、成本和產品可靠性各方面。 新型氮化鎵元件在這四個方面都具有優勢，包括具備卓越的性能、易於使用、小尺寸、高可靠性和價格不昂貴等優勢。 也許最重要的是，這種新一代氮化鎵功率元件具有匹配的、更有效率的供應鏈，從而可以在短的交貨周期內發貨。