電動車如何提升續航？開放性地探索這個問題的話，給車輛減重、提高電池密度……甚至減小車輛風阻系數都會成為探究方向。

但是日前，知名的半導體設計＆制造廠商德州儀器（TI），給出了他們在另一個方向上的探索成果。

TI推出的是面向汽車和工業應用的下一代650V和600V氮化鎵（GaN）場效應晶體管（FET）產品，與TI現有解決方案相比，新的GaN FET系列采用快速切換的2．2 MHz集成柵極驅動器，可幫助工程師提供兩倍的功率密度和高達99％的效率，與此同時，還將電源磁性器件的尺寸減少59％。

圖片來源：TI

TI官方資料顯示，與現有的Si或SiC解決方案相比，使用TI新型車用GaN FET可將電動汽車（EV）車載充電器和DC／DC轉換器的尺寸減少多達50％，從而使工程師能夠延長電池續航，提高系統可靠性并降低設計成本。而在工業設計中，這些新器件則可以在更低功耗和更小電路板空間占用的情況下，在AC／DC電力輸送應用（例如超大規模的企業計算平臺以及5G電信整流器）中實現更高的效率和功率密度。

德州儀器高壓電源解決方案副總裁Steve Lambouses表示：「工業和汽車應用日益需要在更小的空間內提供更多的電力，設計人員必須提供能在終端設備長久的生命周期內可靠運行的電源管理系統。憑借超過4，000萬個小時的器件可靠性測試和超過5 GWh的功率轉換應用測試，TI的GaN技術為工程師提供了能滿足任何市場需求的可靠的全生命周期保障。」

TI推出面積汽車和工業應用的GaN FET產品背后，是其在電源管理領域的長期探索。他們挑戰了五個「最具挑戰的前沿領域」：功率密度、低EMI、低靜態電流、低噪聲高精確度和隔離。

圖片來源：TI

TI對GaN采取的硅基氮化鎵，我們將驅動集成在了硅基層上，這使得我們可以提供更可靠、更具成本優勢、更加實用的GaN解決方案。

TI GaN的發展線路圖，GaN對于TI來說是非常具有戰略意義

實際上，TI從十年前就開始研發GaN，認為GaN會在工業、電信、以及個人電子消費品、企業的電源中會有非常廣闊的應用，因為這些領域需要非常高的功率密度，并且對可靠性的要求也非常高。

針對這些需求，TI開始在內部研發相應解決方案，以保證開發產品的質量與可靠性。TI還與其工業領域伙伴緊密合作，例如，與西門子推出了首個10千瓦連接云電網的轉換器。同時，我們也在氮化鎵上完成了超過4000萬小時的可靠性測試。

圖片來源：TI

得益于TI GaN集成的一些優勢，TI可以將功率密度增加到非常大，能夠提供大于150 V ／ns和大于2．2 MHz的業界更快切換速度。高壓擺率和高切換速度能夠將電路中的磁元件減少的更小，通過集成可以將功率磁元件體積減少59％，以及減少十多個組件需求。

新材料的使用或新工藝的開發，往往是半導體產業領域實現產品更新換代的關鍵。

選用硅基GaN材料而不是碳化硅基GaN材料的原因，德州儀器高壓電源應用產品業務部氮化鎵功率器件產品線經理Steve Tom在解答記者提問時表示，硅基GaN的成本要比碳化硅低很多，在開關頻率表現方面也有更快、更好的開關特征，再加上更低的損耗、更好的可靠性……硅基GaN材料在多方面都表現出了優勢。

與此同時，TI的驅動也基于硅，采用硅基GaN材料可以讓TI做到可以更好的集成，可以進行非常大規模和可靠的生產。

基于TI GaN的優異表現，在汽車與工作領域之外，相信不遠的未來，它會在更廣闊的領域為我們的現代生活帶來便利。

責任編輯：PSY