电子创新元件网 - ROHM - 德赢平台,德赢ac米兰官方区域合作伙伴

ROHM确立栅极耐压高达8V的150V GaN HEMT的量产体制

judy — Fri, 25 Mar 2022 02:00:17 +0000

全球知名半导体制造商ROHM（总部位于日本京都市）已确立150V耐压GaN HEMT*¹“GNE10xxTB系列（GNE1040TB）”的量产体制，该系列产品的栅极耐压（栅极-源极间额定电压）*²高达8V，非常适用于基站、数据中心等工业设备和各种物联网通信设备的电源电路。

一般而言，GaN器件具有优异的低导通电阻和高速开关性能，因而作为有助于降低各种电源的功耗和实现外围元器件小型化的器件被寄予厚望。但其栅极耐压很低，在开关工作时的器件可靠性方面存在问题。针对这一课题，ROHM的新产品通过采用自有的结构，成功地将栅极-源极间额定电压从常规的6V提高到了8V。这样，在开关工作过程中即使产生了超过6V的过冲电压*³，器件也不会劣化，从而有助于提高电源电路的设计裕度和可靠性。此外，该系列产品采用支持大电流且具有出色散热性的通用型封装，这使得安装工序的操作更容易。

新产品于2022年3月起开始量产，前期工序的生产基地为ROHM Hamamatsu Co., Ltd.（日本滨松市），后期工序的生产基地为ROHM Co., Ltd.（日本京都市）。

ROHM将有助于节能和小型化的GaN器件产品阵容命名为“EcoGaN^™”，并一直致力于进一步提高器件的性能。今后，ROHM将继续开发融入了“Nano Pulse Control^™”*⁴等模拟电源技术的控制IC及其模块，通过提供能够更大程度地发挥GaN器件性能的电源解决方案，为实现可持续发展社会贡献力量。

名古屋大学研究生院工学研究科山本真义教授表示：“今年，日本经济产业省制定了到2030年新建数据中心节能30%的目标，目前距实现该目标只有不到10年的时间。然而，这些产品的性能不仅涉及到节能，还关系到作为社会基础设施的坚固性和稳定性。针对未来的这种社会需求，ROHM开发了新的GaN器件，不仅更加节能，而且栅极耐压还高达8V，可以确保坚固型和稳定性。以该系列产品为开端，ROHM通过融合其引以为豪的模拟电源技术‘Nano Pulse Control^™’，不断提高各种电源的效率，在不久的将来，应该会掀起一场巨大技术浪潮，推进实现‘2040年在半导体和信息通信行业实现碳中和’的目标。”

开发背景

近年来，在服务器系统等领域，由于IoT设备的需求日益增长，功率转换效率的提升和设备的小型化已经成为重要的社会课题之一，而这就要求功率元器件的不断优化。ROHM一直在大力推动业内先进的SiC元器件和各种具有优势的硅元器件的开发与量产，同时，一直致力于在中等耐压范围具有出色的高频工作性能的GaN器件的开发，旨在为各种应用提供更广泛的电源解决方案。

什么是EcoGaN^™

EcoGaN^™是通过更大程度地优化GaN的低导通电阻和高速开关性能，助力应用产品进一步节能和小型化的ROHM GaN器件，该系列产品有助于应用产品进一步降低功耗、实现外围元器件的小型化、减少设计工时和元器件数量等。

・EcoGaN^™是ROHM Co., Ltd.的商标。

新产品特点

1. 采用ROHM自有结构，将栅极-源极间额定电压提高至8V

普通的耐压200V以下的GaN器件在结构上栅极驱动电压为5V，而其栅极-源极间额定电压为6V，其电压裕度非常小，只有1V。一旦超过器件的额定电压，就可能会发生劣化和损坏等可靠性方面的问题，这就需要对栅极驱动电压进行高精度的控制，因此，这已成为阻碍GaN器件普及的重大瓶颈问题。

针对这一课题，新产品通过采用ROHM自有的结构，成功地将栅极-源极间的额定电压从常规的6V提高到了业内超高的8V。这使器件工作时的电压裕度得到进一步扩大，在开关工作过程中即使产生了超过6V的过冲电压，器件也不会劣化，从而有助于提高电源电路的可靠性。

2. 采用支持大电流且具有出色散热性的封装

新产品所采用的封装形式，支持大电流且具有出色的散热性能，在可靠性和可安装性方面已拥有出色的实际应用记录，而且通用性强，这使得安装工序的操作更加容易。此外，通过采用铜片键合封装技术，使寄生电感值相比以往封装降低了55％，从而在设计可能会高频工作的电路时，可以更大程度地发挥出器件的性能。

3. 在高频段的电源效率高达96.5%以上

新产品通过扩大栅极-源极间额定电压和采用低电感封装，更大程度地提升了器件的性能，即使在1MHz的高频段也能实现96.5%以上的高效率，有助于提高电源设备的效率和进一步实现小型化。

应用示例

・数据中心和基站等的48V输入降压转换器电路

・基站功率放大器单元的升压转换器电路

・LiDAR驱动电路、便携式设备的无线充电电路

・D类音频放大器

电路示例

产品阵容

术语解说

*1) GaN HEMT

GaN（氮化镓）是一种用于新一代功率元器件的化合物半导体材料。与普通的半导体材料——硅相比，具有更优异的物理性能，目前利用其高频特性的应用已经开始增加。

HEMT是High Electron Mobility Transistor（高电子迁移率晶体管）的英文首字母缩写。

*2) 栅极-源极间额定电压（栅极耐压）

可以在栅极和源极之间施加的最大电压。工作所需的电压称为“驱动电压”，当施加了高于特定阈值的电压时，GaN HEMT将处于ON状态。

*3) 过冲电压

开关ON/OFF时产生超出规定电压值的电压。

*4) Nano Pulse Control^™

一种超高速脉冲控制技术，在电源IC中实现纳秒（ns）级的开关导通时间（电源IC的控制脉冲宽度），使得以往必须由2枚以上电源IC完成的从高电压到低电压的电压转换工作，仅由“1枚电源IC”即可实现。

关于罗姆（ROHM）

罗姆（ROHM）成立于1958年，由起初的主要产品-电阻器的生产开始，历经半个多世纪的发展，已成为世界知名的半导体厂商。罗姆的企业理念是：“我们始终将产品质量放在第一位。无论遇到多大的困难，都将为国内外用户源源不断地提供大量优质产品，并为文化的进步与提高作出贡献”。

罗姆的生产、销售、研发网络分布于世界各地。产品涉及多个领域，其中包括IC、分立式元器件、光学元器件、无源元器件、功率元器件、模块等。在世界电子行业中，罗姆的众多高品质产品得到了市场的许可和赞许，成为系统IC和先进半导体技术方面的主导企业。

关于罗姆（ROHM）在中国的业务发展

销售网点：起初于1974年成立了罗姆半导体香港有限公司。在1999年成立了罗姆半导体（上海）有限公司， 2006年成立了罗姆半导体（深圳）有限公司，2018年成立了罗姆半导体（北京）有限公司。为了迅速且准确应对不断扩大的中国市场的要求，罗姆在中国构建了与总部同样的集开发、销售、制造于一体的垂直整合体制。作为罗姆的特色，积极开展“密切贴近客户”的销售活动，力求向客户提供周到的服务。目前在中国共设有20处销售网点，其中包括香港、上海、深圳、北京这4家销售公司以及其16家分公司（分公司：大连、天津、青岛、南京、合肥、苏州、杭州、宁波、西安、武汉、东莞、广州、厦门、珠海、重庆、福州）。并且，正在逐步扩大分销网络。

技术中心：在上海和深圳设有技术中心和QA中心，在北京设有华北技术中心，提供技术和品质支持。技术中心配备精通各类市场的开发和设计支持人员，可以从软件到硬件以综合解决方案的形式，针对客户需求进行技术提案。并且，当产品发生不良情况时，QA中心会在24小时以内对申诉做出答复。

生产基地：1993年在天津（罗姆半导体（中国）有限公司）和大连（罗姆电子大连有限公司）分别建立了生产工厂。在天津进行二极管、LED、激光二极管、LED显示器和光学传感器的生产，在大连进行电源模块、热敏打印头、接触式图像传感器、光学传感器的生产，作为罗姆的主力生产基地，源源不断地向中国国内外提供高品质产品。

社会贡献：罗姆还致力于与国内外众多研究机关和企业加强合作，积极推进产学研联合的研发活动。2006年与清华大学签订了产学联合框架协议，积极地展开关于电子元器件先进技术开发的产学联合。2008年，在清华大学内捐资建设“清华-罗姆电子工程馆”，并已于2011年4月竣工。2012年，在清华大学设立了“清华-罗姆联合研究中心”，从事光学元器件、通信广播、生物芯片、SiC功率器件应用、非挥发处理器芯片、传感器和传感器网络技术（结构设施健康监测）、人工智能（机器健康检测）等联合研究项目。除清华大学之外，罗姆还与国内多家知名高校进行产学合作，不断结出丰硕成果。

罗姆将以长年不断积累起来的技术力量和高品质以及可靠性为基础，通过集开发、生产、销售为一体的扎实的技术支持、客户服务体制，与客户构筑坚实的合作关系，作为扎根中国的企业，为提高客户产品实力、客户业务发展以及中国的节能环保事业做出积极贡献。

ROHM确立了可更大程度追求电源IC响应性能的创新电源技术“QuiCur”

judy — Fri, 11 Feb 2022 03:18:10 +0000

元器件数量更少，运行更稳定，有助于减少电源电路的设计工时

全球知名半导体制造商ROHM（总部位于日本京都市）确立了一种新电源技术“QuiCurTM”，可改善包括DC/DC转换器IC在内的各种电源IC的负载响应特性*1（以下称为“响应性能”，指后级电路工作时的响应速度和电压稳定性）。

近年来，在各种应用领域，数字化进程都在加速，随着所安装的电子元器件数量的增加，应用产品的设计工时也增加了。其中，电容器在很多应用（比如使电路稳定的应用）中被大量使用，希望减少其使用数量的需求与日俱增。此外，在电源电路中，为了减少规格变更时的设计工时，对响应性能优异、可实现预期稳定工作的高品质电源IC需求高涨。这些需求也可以说是对电源IC的基本要求，ROHM为了满足这些需求，确立了能够更大限度地追求电源IC响应性能的高速负载响应技术“QuiCurTM”。

为了实现稳定的电源功能，电源IC会内置一种通过始终监测输出电压并与IC内部的基准电压比较来微调输出电压的电路（以下称“反馈电路”）。如果这种反馈电路能够更快地响应，就可以使输入电压和负载电流*1等的波动造成的输出电压波动在短时间内恢复。另一方面，如果响应过快，就会造成电路工作不稳定，输出电压发生振荡，响应速度也会受到输出电容器的电容量（以下称“输出电容容量”）的影响，很难实现目标响应性能。

通过在电源IC中采用此次新开发的高速负载响应技术“QuiCurTM”，可以防止电源IC反馈电路不稳定，并能更大程度地实现目标响应性能。对于电源IC所需的输出电容器来说，不仅可以将电容量降至更低，减少元器件数量和电路板安装面积，还可对电容量和输出电压波动进行线性（常数为负比关系）调整，即使因规格变更导致电容量增加时，也可以轻松实现预期的稳定工作，因此，从元器件数量更少和运行更稳定两方面来看，都非常有助于显着减少电源电路的设计工时。

目前，ROHM正在推进将采用这种“QuiCurTM”技术的电源IC尽快投入市场，计划于2022年4月开始提供DC/DC转换器IC样品，于2022年7月开始提供线性稳压器样品。

技术介绍资料（7MB）

关于高速负载响应技术“QuiCur”
QuiCurTM是根据实现了高速负载响应的ROHM自有电路“Quick Current”而命名的商标。使用该技术后，电源IC的反馈电路能够在稳定工作的前提下更大程度地实现目标负载响应特性（响应性能）。该技术具有以下特点，有助于减少应用产品电源电路的设计工时。

1. 可减少输出电容器数量和电路板安装面积
使用QuiCurTM技术可以快速响应输出电压相对于负载电流的波动，因此，可以减少电源IC所需的输出电容器容量，从而可减少元器件数量和电路板安装面积。与ROHM以往技术相比，用不到一半的电容器容量即可实现同等的响应性能。

2. 即使规格变更时也可轻松实现预期的稳定运行
随着输出电容容量的增加，输出电压稳定了，但瞬时响应性能（到开始反应所需的时间）却变差了。使用QuiCurTM技术，即使输出电容器容量增加，也不会改变瞬态响应性能，因此可以对输出电容器容量和输出电压波动进行线性（常数为负比关系）调整。即使因规格变更而需要更稳定的运行时（希望进一步降低输出电压波动时），也可以轻松实现预期的稳定运行。

QuiCurTM技术详情
为了更大程度地追求响应性能，QuiCurTM技术精细划分了响应速度（控制系统）和电压稳定性（校准系统）的信号处理任务，解决了以往电源IC反馈电路中存在的两个问题：“在不稳定区域前面的低频段产生不可用区域”、“过零频率*2（f0）会随输出电容器的容量而变化”。

针对第一个问题“产生不可用区域”，该技术通过在反馈电路中配置不会产生不可用区域的专用误差放大器*3而成功解决。针对第二个问题“过零频率变化”，该技术配置了第二级专用的误差放大器，并采用了一种可以通过电流驱动来调整其放大倍数（Gain）的技术。虽然过零频率会随所连接的输出电容器容量发生变化，但通过根据该变化调整放大倍数，可以将过零频率始终设置在不稳定区域和稳定控制区域之间的边界线上。将这两个误差放大器的作用分开来构建的系统，可以广泛地应用于具有反馈电路的DC/DC转换器IC和线性稳压器等电源IC。

与超稳定控制技术“Nano CapTM”的融合
Nano CapTM通过改善模拟电路的响应性能，并更大程度地减少布线和放大器的寄生因素，可对线性稳压器的输出提供稳定的控制，从而能够将输出电容器的容量降至以往技术的1/10以下，因此，可以实现比如不再需要线性稳压器输出侧的电容器，只需微控制器侧100nF的电容器即可稳定运行。仅凭QuiCurTM技术，只能将输出电容器容量降至µF数量级，但当QuiCurTM和Nano CapTM技术结合使用时，则可降至nF数量级。

如欲了解有关Nano CapTM的更详细信息，请访问：https://www.rohm.com.cn/support/nano

术语解说
*1)负载响应特性（负载瞬态响应特性）和负载电流
从电源IC的角度来看，微控制器、传感器等后级的电路都可以看作是“负载”。当这些负载工作时，电流（负载电流）会波动，从而导致电源IC的输出电压下降。负载响应特性是指使负载电流波动导致下降的电压复原所需的响应时间和电源的稳定性。
*2)过零频率（增益过零频率，增益交越频率）
在运算放大器和电源IC等处理反馈电路的半导体和应用电路中，电路的放大倍数（Gain）变为0dB时的频率。是一种表示负载响应特性和不振荡的电路稳定性（相位裕度）的指标。
*3)误差放大器（Error Amplifier）
负责提取电源IC内部的基准电压和反馈电路电压之间的差值，根据这种提取的差值来控制电源输出级，并使电源IC的输出电压恢复至目标电压。

ROHM
QuiCur

ROHM开发出45W输出、内置FET的小型表贴封装 AC/DC转换器IC

judy — Wed, 12 Jan 2022 05:17:43 +0000

有助于降低工厂的安装成本并提高白色家电和工业设备的节能性和可靠性

全球知名半导体制造商罗姆（总部位于日本京都市）面向空调、白色家电、FA设备等配备交流电源的家电和工业设备领域，开发出内置730V耐压MOSFET*1的AC/DC转换器*2IC“BM2P06xMF-Z系列（BM2P060MF-Z、BM2P061MF-Z、BM2P063MF-Z）”。

近年来，家电和工业设备领域的AC/DC转换器，不仅要支持交流输入85V～264V以处理世界各地的交流电压，作为电源整体还要符合能效标准“Energy Star*3”和安全标准“IEC 62368”等，需要从国际视角构建电源系统。其中，对于AC/DC转换器IC来说，不仅要满足这些要求，还需要采用表贴型封装形式，以降低工厂的安装成本。然而，事实上，在AC/DC转换器IC中仍然大范围地使用产生大量损耗和热量的DMOSFET和Planar MOSFET，即使表贴封装产品也很难满足几十瓦级的输出功率要求。为解决这些问题，ROHM开发一种具有45W输出功率的新产品，新产品已将低损耗SJ-MOSFET和优化的控制电路集成在小型表贴封装中。

新产品是将ROHM的低损耗功率半导体（Super Junction MOSFET，简称“SJ-MOSFET”）和控制电路等一体化封装的IC，使交流输入85V～264V、输出功率到45W的AC/DC转换器的开发变得更容易。新产品采用表贴型封装，实现了过去很难的电路板自动安装；而且还采用特别开发的控制电路，可以在取消电源输入端的放电电阻器（待机时的损耗源）的情况下也符合“IEC 62368*4”标准；同时，利用ROHM自有的低待机功耗控制技术，使待机功耗显著降低。不仅如此，最高的工作电源电压（VCC）可达60V，无需降压用的外部电源电路。与同等性能的普通产品相比，支持自动安装将有助于降低工厂的安装成本，同时还将待机功耗降低90%以上，并减少4个电源电路器件，从而有助于提高节能性和可靠性。

新产品已于2021年7月开始出售样品（样品价格 500日元/个，不含税），计划于2022年1月起暂以月产20万个的规模投入量产。新产品和评估板“BM2P060MF-EVK-001”已经开始通过电商进行销售，通过Ameya360、Sekorm、Right IC等电商平台均可购买。

今后，ROHM不仅会继续开发各种功率半导体和先进的模拟控制IC，还将为不同的应用提供更好的解决方案，不断为系统的节能和优化贡献力量。

新产品特点

表贴封装、可支持高达45W的输出功率，有助于降低工厂的安装成本

新产品将低损耗（低导通电阻）730V耐压SJ-MOSFET、启动电路和优化的控制电路集成在小型且散热性良好的表贴封装（SOP20A）中。作为支持输入电压AC 85V～264V的表贴封装产品，支持过去很难实现的高达45W的大输出功率（24V×1.875A=45W等），并实现了普通的插装型产品无法实现的自动安装，这将非常有助于降低工厂的安装成本。

待机功耗比普通产品低90%以上

新产品采用了融入ROHM高耐压工艺技术和模拟设计技术的控制电路（X电容*5放电功能），即使取消以往必须的既是损耗源又具有防触电功能的放电电阻，也可以满足安全标准“IEC 62368”的安全要求。此外，利用自有的低待机功耗控制技术（优化控制功率半导体的开关次数和流经隔离变压器的电流），进一步降低了应用待机时的IC功耗，系统待机功耗与普通产品相比降低了90%以上，成功地将待机功耗抑制到17mW（AC输入230V、输出功率0W时）。

此外，还搭载了降噪模式，可抑制隔离变压器的异常噪声。当希望降低待机功耗时，可以关闭降噪模式，当担心隔离变压器的异常噪声或希望加快开发速度时，可以打开降噪模式，因此，可根据应用产品提供理想的电源系统。

电源电路元器件数量减少4个，功率半导体的故障风险更低，电源的可靠性更高

新产品可在11V～60V的更宽VCC电源电压范围内工作。60V的最高电源电压是普通产品的两倍，对外来噪声干扰和浪涌电压均具有很高的可靠性。此外，还可以减少普通产品所需的降压用外置电源电路的4个元器件。

不仅如此，在内置的功率半导体中，还采用了具有很强抗浪涌电压能力的SJ-MOSFET（抗击穿能力指标——雪崩耐量比普通产品中内置的DMOSFET和Planar MOSFET高30倍以上），降低了半导体的故障风险，因此有助于提高电源系统的可靠性。

应用示例

◇空调、白色家电、监控器、吹风机等各种家电

◇逆变器、AC伺服、路由器、OA设备等各种工业设备

适用于家电和工业设备中最高45W输出功率的各种AC/DC转换器。

与新产品相关的AC/DC转换器IC产品阵容

电商销售信息

起售时间：2021年9月开始

电商平台：Ameya360、Sekorm、RightIC，在其他电商平台也将逐步发售。

销售产品

术语解说

*1) MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor）、SJ-MOSFET（Super Junction MOSFET）、DMOSFET（Double-diffused MOSFET）、Planar MOSFET（平面型MOSFET）

MOSFET是晶体管的一种，根据器件结构进一步细分为DMOSFET、Planar MOSFET和SJ-MOSFET。使用硅衬底生产MOSFET时，DMOSFET和Planar MOSFET的生产成本比SJ-MOSFET要低，而SJ-MOSFET的耐压和输出电流能力比DMOSFET和Planar MOSFET要好，处理大功率时的损耗更少。

*2) AC/DC转换器

电源的一种，可将交流（AC）电压转换为直流（DC）电压。是电子设备所需的一种控制电路，负责将流经普通插座的交流电转换为电子设备工作所需的直流电。

*3) Energy Star

美国环境保护署（EPA）和美国能源部（DOE）于1992年制定的针对消费产品的能效标准。通过国际合作项目在其他国家也得到了应用，目标产品范围很广，其中包括家电和IT设备等。

*4) IEC 62368

音视频与信息技术设备安全标准。是基于旨在防止对人体造成伤害的“基于危害的安全工程（HBSE）”概念开发的安全标准。规定了危险能量源（造成伤害的源头）的识别、传递机制以及人体安全防护措施等指南。

*5) X电容

AC电源（AC/DC转换器）输入电路中用来抑制噪声的电容器。从插座上拔下插头后的一瞬间，X电容中仍带有电压，如果在这种状态下触碰插头的电极，可能会放电到人体并造成触电。