ルネサス、AI・産業・EV向けGaN FETを発表

ルネサス エレクトロニクス株式会社（代表取締役社長兼CEO：赤尾 泰、以下ルネサス）は、このたび、AIデータセンターおよびサーバ電源システム（新800V HVDCアーキテクチャ、E-モビリティ充電、UPSバッテリバックアップデバイス、バッテリエネルギー貯蔵、ソーラーインバータを含む）向けに、高耐圧650V GaN FET 3製品を発表しました。マルチキロワットクラスのアプリケーション向けに設計されたこれらの第4世代プラス（Gen IV Plus）デバイスは、高効率GaN技術とシリコン互換のゲートドライブ入力を組み合わせ、シリコンFETの動作のシンプルさを維持しながら、スイッチング電力損失を大幅に削減します。TOLT、TO-247、およびTOLLパッケージ・オプションで提供されるこのデバイスにより、エンジニアは特定のパワー・アーキテクチャ向けに熱管理と基板設計を柔軟にカスタマイズできます。

新製品「TP65H030G4PRS」、「TP65H030G4PWS」、「TP65H030G4PQS」は、2024年6月にルネサスが買収したTransphorm社が開拓した、現場で実証済みの空乏モード（dモード）ノーマリオフ・アーキテクチャである堅牢なSuperGaN®プラットフォームを活用しています。低損失dモード技術に基づくこのデバイスは、シリコン、炭化ケイ素（SiC）、その他のGaN製品よりも優れた効率を提供します。さらに、現在のエンハンスメントモード（eモード）GaNデバイスでは実現できない高い4Vのしきい値電圧で、ゲート電荷、出力キャパシタンス、クロスオーバー損失、ダイナミック抵抗の影響を低減し、電力損失を最小限に抑えます。

従来のGen IVプラットフォームより14パーセント小さいダイ上に構築された新しいGen IV Plus製品は、30ミリオーム（mΩ）という低いRDS(on)を達成し、オン抵抗を14パーセント低減し、オン抵抗出力容量-製品メリット指数（FOM）を20パーセント改善します。ダイ・サイズが小さくなることで、システム・コストが削減され、出力容量が小さくなるため、効率と電力密度が向上します。これらの利点により、Gen IV Plusデバイスは、高性能、高効率、小型実装面積が重要な、コスト重視で熱負荷の高いアプリケーションに最適です。既存の設計と完全に互換性があるため、既存のエンジニアリング投資を維持しながら、簡単にアップグレードすることができます。

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コンパクトなTOLT、TO-247、およびTOLLパッケージで提供されるこれらのパッケージは、1kWから10kW、さらには並列化によりそれ以上のパワーシステムの熱性能とレイアウトの最適化に対応する、最も幅広いパッケージオプションの1つです。新しい表面実装パッケージには、ケース温度を下げるためのボトムサイド（TOLL）とトップサイド（TOLT）の熱伝導経路があり、高い伝導電流が必要な場合にデバイスの並列化が容易になります。さらに、一般的に使用されているTO-247パッケージは、高出力を達成するための高い熱能力をお客様に提供します。

「ルネサスのGaN事業部バイスプレジデントであるPrimit Parikhは、次のように述べています。「Gen IV Plus GaNデバイスの展開は、ルネサスが昨年Transphorm社を買収して以来、最初の大きな新製品となります。ルネサスのGaN事業部バイスプレジデントであるプリミット・パリクは、次のように述べています。「今後のバージョンは、現場で実証済みのSuperGaN技術と当社のドライバやコントローラを組み合わせることで、完全なパワーソリューションを実現します。これらのデバイスは、単体のFETとして使用する場合でも、ルネサスのコントローラやドライバを使用して完全なシステムソリューション設計に統合する場合でも、より低い総システムコストで、より高い電力密度、省フットプリント、優れた効率を備えた製品を設計するための明確な道筋を提供します。"

信頼性と容易な統合を実現する独自のdモードノーマルオフ設計

ルネサスの新デバイスは、従来のdモードGaN製品同様、低電圧シリコンMOSFETを内蔵しており、高電圧GaNの低損失、高効率スイッチングの利点を十分に活かしながら、シームレスなノーマリオフ動作を実現するユニークな構成となっています。入力段にシリコンFETを使用しているため、SuperGaN FETは、通常eモードGaNに必要とされる特殊なドライバではなく、市販の標準的なゲート・ドライバで簡単に駆動できます。この互換性により、設計が簡素化され、システム開発者のGaN適応への障壁が低くなります。

GaNベースのスイッチング・デバイスは、電気自動車（EV）、インバータ、AIデータセンター・サーバ、再生可能エネルギー、産業用電力変換などの需要に後押しされ、次世代パワー半導体のキーテクノロジーとして急速に成長しています。SiCやシリコンベースの半導体スイッチング・デバイスと比較して、優れた効率、高いスイッチング周波数、小さなフットプリントを実現します。

ルネサス ルネサスは、GaN市場における包括的なソリューションで独自の地位を確立しており、この分野での成功が主に低電力デバイスに限られている多くのプロバイダとは異なり、高電力と低電力の両方のGaN FETを提供しています。この多様なポートフォリオにより、ルネサスはより幅広いアプリケーションや顧客ニーズに対応することができます。ルネサスは現在までに、高出力および低出力アプリケーション向けに2,000万個以上のGaNデバイスを出荷しており、これは3,000億時間を超えるフィールドでの使用に相当します。

ソース ビジネスワイヤー