原创 硅功率MOSFET是否行将就木？

人们对于电能的需求永无止境，功率MOSFET在结构、技术和电路拓扑上的创新也一刻未停，但电源管理效率和成本的挑战也一直加码。硅功率MOSFET的物理极限似乎限制了其继续满足挑战的能力，以GaN为主的新材料工艺技术的发展似乎大有取而代之的势头。

在题为《硅功率MOSFET在电源转换领域的发展已经走到尽头了吗？》一文中，宜普电源转换公司（EPC）行政总裁 Alex Lidow博士写道：“多年来许多制造商持续推出了许多代功率MOSFET产品。30年多来，基准基本上每年都会更新。至写这篇文章时，100V基准公认为是英飞凌的IPB025N10N3G所保持。与IRF100的4Ω–mm2品质因数(FOM)相比，IPB025N10N3G的FOM不到0.1Ω–mm2。这个值几乎已经达到硅器件的理论极限。”

Lidow博士之前在IR担任了12年CEO，而EPC和IR是目前能够批量提供GaN功率器件的仅有的两家公司。他对GaN功率器件的应用前景十分看好，“今天，增强型硅基GaN站在同样的起跑线上。与1976年时的功率MOSFET一样，我们正在开始令人兴奋的旅程，几乎每个月都有新产品和突破性功能推出。功率MOSFET不会被完全淘汰出局，但其性能和成本的重大改善行将结束。在将来的十年内，GaN由于在性能和成本方面的巨大优势而很可能成为主导技术。随着学习曲线的不断展开，这种优势将进一步扩大。”

在笔者对Lidow博士的专访中（详见《GaN正式登场 传统功率器件将被替代》文），EPC提供了一些GaN与MOSFET性能对比的资料，在有关功率器件品质因数（FOM）的比较图中，EPC1010分别同三家公司的的MOSFET（Vishay的Si7462DP、Fairchild的FDMS2672和IR的IRF6641）进行比较的结果也令人惊讶——EPC1010的FOM值较三者中表现最好的IRF6641还要低将近20倍！FOM =RDS(on) x QG (200V)，由此可见GaN器件在导通损耗和开关损耗两项关键值上表现优异。在采访中，Lidow简要地从GaN器件初始材料、外延生长、晶圆制造和测试与装配等环节简要介绍了为什么GaN能够实现低成本。

就客户反映来看，EPC中国客户已经导入他们的eGaN产品，有些客户已经进入最终调试阶段，预计将在年底陆续推出采用新器件的设备。Lidow相信，到今年年底，EPC产品即可覆盖90%的现有MOSFET市场。