21ic訊 富士通半導體(上海)有限公司日前宣布采用其基于硅基板的氮化鎵 (GaN) 功率器件的服務器電源單元成功實現2.5kW的高輸出功率，富士通半導體計劃將于2013年下半年開始量產這些GaN功率器件。這些器件可廣泛用于電源增值應用，對實現低碳社會做出重大貢獻。

與傳統硅基功率器件相比，基于GaN的功率器件具有導通電阻低和能夠進行高頻操作等特性。而這些特性恰恰有利于提高電源單元轉換效率，并使電源單元更加緊湊。富士通半導體計劃在硅基板上進行GaN功率器件的商業(yè)化，從而可以通過硅晶圓直徑的增加，來實現低成本生產。按照此目標，富士通半導體自2009年起就在開發(fā)批量生產技術。此外，富士通半導體自2011年起開始向特定電源相關合作伙伴提供GaN功率器件樣品，并對之進行優(yōu)化，以便應用在電源單元中。

圖1 氮化鎵功率器件原型(TO247 封裝) 圖2 基于6英寸硅晶片的氮化鎵功率器件

最近，富士通半導體開始與富士通研究所 (Fujitsu Laboratories Limited) 合作進行技術開發(fā)，包括開發(fā)工藝技術來增加硅基板上的高質量GaN晶體數量;開發(fā)器件技術，如優(yōu)化電極的設計，來控制開關期間導通電阻的上升;以及設計電源單元電路布局來支持基于GaN的器件的高速開關。這些技術開發(fā)結果使富士通半導體在使用GaN功率器件的功率因數校正電路中成功實現了高于傳統硅器件性能的轉換效率。富士通半導體還設計了一種具有上述功率因數校正電路的服務器電源單元樣品，并成功實現了2.5kW的輸出功率。

將該項技術的開發(fā)成功也意味著富士通半導體鋪平了其GaN功率器件用于高壓、大電流應用的道路。

富士通半導體最近在其會津若松工廠建成了一條6英寸晶圓大規(guī)模生產線，并將在2013年下半年開始GaN功率器件的滿負荷生產。今后，通過提供針對客戶應用而優(yōu)化的功率器件以及電路設計技術支持，富士通半導體將支持用途廣泛的低損耗、高集成的電源單元的開發(fā)。富士通半導體希望其GaN功率器件銷售收入在2015財年達到約100億日元。

富士通半導體將在2012年11月14-16日在太平洋橫濱 (Pacifico Yokohama) 會展中心舉行的2012嵌入式技術展 (Embedded Technology 2012) 上展出其GaN功率器件。

圖1 富士通半導體的氮化鎵功率器件與 圖2 采用富士通半導體的氮化鎵功率

傳統硅基功率器件的效率對比。 器件的服務器電源單元的輸出功率。