A 2015 decemberében a CMBI, az ARM, az SK és más tekintélyes befektetők invesztálásával alapított Innoscience két ostyagyárral rendelkezik, köztük a világ legnagyobb, kifejezetten 8 hüvelykes GaN-on-Si gyártására szolgáló telephelyével. Jelenleg a vállalat kapacitása több mint 14 000 db 8 hüvelykes ostya havonta, amely 2025-re havi 70 000 db-os kapacitásra növekszik. A vállalat 30–150 V-os és 650 V-os növekményes módusú GaN-on-Si tranzisztorok széles választékával rendelkezik. A GaN-technológiája folyamatosan magas nemzetközi szabványokat teljesít, beleértve a fejlett minősítéseket és megbízhatósági teszteket is. Több mint 1400 alkalmazottja van, több mint 300 K+F-szakértővel, akik elkötelezettek a nagy teljesítményű és nagy megbízhatóságú GaN-tápegységek előállítása mellett, melyek széles körben felhasználhatóak különféle alkalmazásokban, beleértve a felhőalapú számítástechnikát, az elektromos járműveket (EV) és az autóipart, a hordozható eszközöket, a mobiltelefonokat, a töltőket és az adaptereket.
Melyek a vállalat fő tevékenységi területei?
A GaN nagy elektronmobilitású tranzisztorok (High Electron Mobility Transistor – HEMT) és integrált áramkörök.
Milyen új termékekről tudnak beszámolni?
A SolidGaN integrált GaN-eszközök új családjának első tagja, az ISG3201 egy teljes félhídáramkör, amely két 100 V-os 3,2 mΩ InnoGaN HEMT-et és a szükséges meghajtó áramkört tartalmazza egy mindössze 5 × 6,5 × 1,1 mm-es LGA-tokozásban.
Az ISG3201 SolidGaN félhíd két 100 V-os 3,2 mΩ növekményes GaN HEMT-et tartalmaz meghajtóval, meghajtóellenállással, bootstrap- és tápfeszültség-hidegítő kondenzátorokkal. A készülék 34 A folyamatos áramfelvételi képességgel, nulla fordított visszatöltéssel és rendkívül alacsony bekapcsolási ellenállással rendelkezik. A magas szintű integrációnak köszönhetően a kapuáramköri és a teljesítménykapcsoló hurok parazitái 1 nH alatt maradnak. Ennek eredményeképpen a kapcsolási csomópontokon a feszültségcsúcsok minimálisra csökkennek. A félhidas GaN HEMT eszközök bekapcsolási sebessége egyetlen ellenállással állítható.
Az ISG3201 alkalmas nagyfrekvenciás Buck, félhíd vagy teljeshíd-átalakítókhoz, D osztályú audioerősítőkhöz, LLC-átalakítókhoz és teljesítménymodulokhoz. Összességében az integrált ISG3201-megoldás akár 20%-os NYÁK-helytakarékosságot is eredményezhet a diszkrét GaN-konstrukciókhoz képest, és 73%-os NYÁK-helytakarékosságot a hagyományos szilíciummegvalósításokhoz képest.
A Bi-GaN kétirányú GaN HEMT-ek helytakarékosak, és megkönnyítik a gyors töltést anélkül, hogy a megbízhatóságot korlátozó és potenciálisan veszélyes hőmérséklet-emelkedés keletkezne, amely néha a hagyományos szilíciumeszközöknél tapasztalható. Az Innoscience azt is felfedte, hogy a vezető szórakoztatóelektronikai és mobilkommunikációs vállalat, az OPPO az új Bi-GaN-elemeket használja telefonkészülékeiben az akkumulátor töltési és kisütési áramának szabályozására. Ez az első alkalom, hogy a GaN-technológián alapuló védelmet magába a telefonba építették be – korábban az áramköröket a töltőbe kellett beépíteni.
Az InnoGaN alacsony RDS(on) értékének, a parazitadiódák hiányának, valamint az Innoscience Bi-GaN-technológia egyedülálló kétirányú tulajdonságának köszönhetően egyetlen Bi-GaN HEMT használható két antiparallel kapcsolású, közös forráskonfigurációjú NMOS MOSFET helyettesítésére az akkumulátor töltési és kisütési áramának kétirányú kapcsolása érdekében.
Ez a megoldás 50%-kal csökkenti a bekapcsolási ellenállást, 70%-kal a chip méretét és 40%-kal a hőmérséklet-emelkedést.
Az Innoscience által általánosan kiadott első Bi-GaN-eszköz, az INN040W0488, egy 40 V-os kétirányú GaN-on-Si HEMT, kis méretű 2,1 mm × 2,1 mm WLCSP-tokozásban.
Az INN40W08 40 V-os, kétirányú GaN-on-Si növekményes üzemmódú, nagy elektronmozgékonyságú tranzisztorok (HEMT) a mobil eszközök, többek között laptopok és mobiltelefonok piacát célozták meg. A rendkívül alacsony bekapcsolási ellenállással rendelkező INN40W08 HEMT-eszközt a vállalat fejlett InnoGaN technológiájával fejlesztették ki.
A kétirányú blokkolási képességű, új INN40W08 GaN HEMT-eszközök ultraalacsony, mindössze 7,8 mΩ bekapcsolási ellenállással rendelkeznek. Ezt a cég fejlett InnoGaN szabadalmaztatott feszültségnövelő rétegtechnológiája révén érte el, amely 66%-kal csökkenti a felületi ellenállást. A kaputöltés (QG) jellemzően 12,7 nC. Az 5 × 5 rácsméretű ostyaszintű chiptokozás (wafer level chip scale package – WLCSP) mindössze 2 × 2 mm-es. Ez a kis helyigény teszi lehetővé, hogy az INN40W08 GaN HEMT-eszközt a mobiltelefonokba integrálják.
Milyen termékválasztékkal rendelkeznek?
- A kínálatban megtalálhatók a 30-150 V-os és 650 V-os növekményes üzemmódú GaN-on-Si tranzisztorok;
- A SolidGaN integrált GaN-eszközök, mint például az ISG3201, egy teljes félhídáramkör; valamint
- A Bi-GaN kétirányú GaN HEMT-eszközök.
Ezek a leginnovatívabb termékek.
Hogy áll a piac, ahol jelenleg tevékenykednek?
A GaN-tápegységek piaca robbanásszerűen növekszik, mivel a GaN lehetővé teszi a nagy hatékonyságú kapcsolást, ami csökkenti a hőt, kiküszöböli a ventilátorokat és a hűtőbordákat, továbbá csökkenti az eszköz méretét és a BOM költséget takarít meg.
Mit lehet mondani a piaci trendekről?
A GaN-re való áttérés fő mozgatórugója a kisebb, hatékonyabb és lehetőleg olcsóbb teljesítményátalakítók gyártásának igénye. A fő kihívás ugyanaz volt, mint bármely új technológiára való áttérésnél: a bizalom kiépítése. Mára azonban ezt többnyire sikerült elérni. Az Innoscience HEMT-eszközeit olyan USB-PD laptoptöltőkben használják, amelyek mérete egyharmada a szilíciumalapú eszközökének; a GaN-alapú elektromos kerékpártöltők méretét 75%-kal csökkentették, így elférnek egy hátizsákban; az Innoscience InnoGaN-technológiájával készült DC/DC átalakítók pedig az adatközpontok számára fele akkorák és sokkal hatékonyabbak, mint a szilícium, csökkentve ezáltal az energiafogyasztást. A GaN teljesítménybeli előnyei jól ismertek, a GaN HEMT-meghajtásának kihívásait leküzdötték, és az olyan vállalatok, mint az Innoscience bizonyítékai a szilíciummal egyenértékű megbízhatósági adatokra utalnak.
Nyilvánvaló, hogy a vállalatok egyre inkább a 8 hüvelykes szeletgyártásról beszélnek – az Innoscience már ott tart.
Milyen előrejelzésekkel rendelkeznek 2023-ra?
Eszközszinten a szilícium jelenleg még mindig olcsóbb. Ahogy azonban a GaN a méretgazdaságossági előnyökkel a 8 hüvelykes tömegtermelés felé halad, ez a különbség csökkenni fog. Az Innoscience 8 hüvelykes szeletgyárakba történő beruházásának köszönhetően az árkülönbség (a néhány évvel ezelőtti többszörösről) máris kis százalékra csökkent. A modul- és rendszerszint felé haladva a GaN már olcsóbb, így a szilícium és a GaN közötti árkülönbség a BOM-költségen megtérül.
Gyártóként abban a helyzetben vagyunk, hogy új anyagokat is vizsgálhatunk. Jelenleg izgatottan várjuk az új epitaxális eljárások eredményeit, amelyek csökkenthetik az anyagköltséget.
Továbbra is arra törekszünk, hogy csökkentsük a fajlagos bekapcsolási ellenállást és szélesítsük a maximális kapufeszültség-tartományt.
További információ: www.innoscience.com
