ROHM推出可大幅發揮GaN元件性能的超高速閘極驅動器IC
前言：
具業界最高等級※奈秒級閘極驅動技術 助力LiDAR和資料中心實現小型化和節能
2023年10月19日--半導體製造商ROHM（總公司：日本京都市）推出一款超高速驅動GaN元件的閘極驅動器IC「BD2311NVX-LB」。
近年來在伺服器系統等應用領域，由於 IoT 設備的需求日益成長，關於電源部分的功率轉換效率提升和設備小型化已經成為重要的社會課題，要求功率元件需不斷進行優化。另外不僅在自動駕駛領域，在工控設備和社會基礎建設監控等應用領域中也非常廣泛的 LiDAR*1
，也需要透過高速脈衝雷射光照射來進一步提高辨識精度。在這類應用中，必須使用高速開關元件，因此 ROHM 在推出支援高速開關的 GaN 元件的同時，還開發出可大幅發揮 GaN 元件性能的超高速閘極驅動器 IC。此外 ROHM 還會不定期推出更小型的 WLCSP*2產品，
助力應用產品小型化。
新產品實現了奈秒（ns）級的閘極驅動速度，使GaN元件可實現高速開關。這要歸功於ROHM對GaN元件的深入研究，以及對閘極驅動器IC性能的追求。透過最小閘極輸入脈衝寬度為1.25奈秒的高速開關，助力應用產品實現小型化、節能並發揮更高的性能。
另外新產品也透過ROHM自有驅動方式、搭載了在過去非常棘手的閘極輸入波形過衝*3抑制功能，可有效防止因過電壓輸入而導致的GaN元件故障；透過結合ROHM的EcoGaN™，還可以簡化配套產品的設計，有助提高應用產品可靠性。不僅如此，針對多樣化的應用需求，還可以透過調整閘極電阻，來選擇理想的GaN元件。
新產品已於2023年9月開始量產（樣品價格900日元/個，不含稅）。另外新產品也已開始透過電商平台銷售。
ROHM擁有可助力節能和小型化的GaN元件產品陣容—「EcoGaN™」系列產品，今後ROHM將透過可大幅發揮GaN元件性能的閘極驅動器IC電源解決方案，為實現永續發展社會貢獻力量。
臺灣中央大學 電機工程系 辛裕明 教授
GaN元件有望成為一種在高頻範圍的性能表現優於矽元件的產品。在功率開關應用中，特別是在DC-DC和AC-DC轉換器領域，GaN元件的高頻特性可提高功率密度，因而有助實現更小型、更節能的電路。
想要大幅發揮GaN元件的性能，不僅需要考慮GaN HEMT*4的低驅動電壓，可實現高速開關的閘極驅動器IC也是不可或缺的。ROHM致力透過先進的驅動器驅動技術，來大幅提高GaN元件的性能，這引起了我們的關注。我與劉宇晨教授（國立臺北科技大學）和夏勤教授（長庚大學）合作，對ROHM的閘極驅動器IC「BD2311NVX」進行了測試。
測試結果證實，與其他驅動器IC相比，BD2311NVX在降壓和升壓轉換器1MHz開關頻率下的上升時間更短，開關雜訊更小。
縮短驅動器IC上升時間有助大幅發揮GaN在降低開關損耗方面的優勢。另外我們對於在電源和驅動器等類比技術方面具有顯著優勢的ROHM GaN解決方案也抱有非常高的期望。
＜LiDAR應用示意圖＞
＜產品陣容＞
＜應用範例＞
・LiDAR（工控設備、基礎建設監控應用等）驅動電路
・資料中心、基地台等48V輸入降壓轉換器電路
・可攜式設備的無線供電電路
・D類音訊放大器等
＜電商銷售資訊＞
開始銷售時間：2023年9月起
電商平台：MOUSER、Digi-Key等。
＜参考設計資訊＞
ROHM官網上提供配備新產品、ROHM 150V GaN｢EcoGaN™｣和高輸出功率雷射二極體的LiDAR參考設計。透過參考設計，將有助減少應用產品開發工時。
參考設計產品型號：REFLD002-1（矩形波型電路）
REFLD002-2（共振型電路）
＜什麼是 EcoGaN™＞
EcoGaN™是透過更大程度優化 GaN 的低導通電阻和高速開關性能，助力應用產品進一步節能和小型化的 ROHM GaN 元件。該系列產品有助應用產品進一步降低功耗、實現周邊元件小型化、減少設計工時和元件數量。
・EcoGaN™是 ROHM Co., Ltd.的商標或註冊商標。
＜辛裕明 教授 簡介＞
1965年出生於臺灣臺南。國立中央大學學士、國立交通大學碩士、加州大學聖地牙哥分校電機工程博士。現任臺灣國立中央大學（NCU）電機工程系教授，以及Applied Physics Express（APEX）和Japanese Journal of Applied Physics（JJAP）的海外編輯。主要研究關於異質構造和寬能隙半導體的元件和電路開發。
個人簡歷
1997年 加入位於紐澤西州沃倫縣的Anadigics公司（現為Coherent Corp.）。開發無線和光
纖通訊用的GaAs MESFET和pHEMT。
1998年 進入國立中央大學電機工程系任教。
2004年～2005年 伊利諾大學厄巴納-香檳分校訪問研究員。
2016年～2017年 加州大學洛杉磯分校（UCLA）客座教授。
2019年～2022年 國立中央大學（NCU）光電科學研究中心主任。
＜名詞解釋＞
*1）LiDAR
是Light Detection and Ranging的縮寫，使用近紅外光、可見光或紫外光照射對象物體，透過光學感測器捕捉反射光來測量距離的一種遠距感測（使用感測器從遠處進行感測）方式。
*2）WLCSP（Wafer Level Chip Scale Package）
一種在整片晶圓上形成引腳並進行佈線，然後再切割為單個成品晶片的超小型封裝形式。與將晶圓切割成單片後透過樹脂模塑形成引腳等普通封裝形式不同，這種封裝可以做到與內部的半導體晶片相同大小，因此可以有效縮小封裝尺寸。
*3）過衝
開關ON/OFF時瞬間產生超出規定值電壓的現象。
*4）GaN HEMT
GaN（氮化鎵）是一種用於次世代功率元件的化合物半導體材料。與一般的半導體材料—Si（矽）相比，具有更優異的物理性能，因其具有出色的高頻特性，越來越多的應用開始採用這種材料。HEMT是High Electron Mobility Transistor（高電子移動率電晶體）的英文字母縮寫。
