IT之家 Noticia del día 6 del mes 10: Renesas Electronics anunció hoy el lanzamiento del primer producto de semiconductor de potencia de nitruro de galio de baja tensión de la empresa. Los productos presentados pertenecen a la serie de transistores discretos de potencia GaN de 100V de modo mejorado (E-mode),orientados a aplicaciones como centros de datos de IA, robots humanoides, automatización de fábricas y accionamientos de motores industriales。
Según supo IT之家, los productos lanzados por Renesas en esta ocasión son RTP100E005G1FL, RTP100E2P6G1FL, RTP100E1P8G1FL-DSC y RTP100E1P2G1FL-DSC, que poseen un rendimiento bastante superior en cifuras de mérito (FOM) de conmutación dura y conmutación suave; en comparación con dispositivos GaN similares,la FOM de conmutación dura se reduce hasta un 35%，la FOM de conmutación suave se reduce hasta un 63%. Los dispositivos GaN de baja tensión además mantienen tamaños de encapsulado compatibles con los dispositivos de silicio, facilitando su incorporación a diseños existentes.
Al mismo tiempo, esta serie de productos, en comparación con diseños basados en silicio, mejora la eficiencia entre un 1% y un 3%, elimina las pérdidas por Qrr y reduce drásticamente las pérdidas de conmutación entre un 40% y un 70%. Se ofrecen varios encapsulados estándar compatibles con MOSFET, lo que permite a los clientes migrar rápidamente desde diseños con MOSFET de silicio a soluciones GaN sin necesidad de rediseñar sustancialmente la PCB.
Lectura ampliada
El nitruro de galio (GaN) es un material semiconductor de banda prohibida ancha, con un ancho de banda prohibida de aproximadamente 3,4 electronvoltios, muy superior a los aproximadamente 1,12 electronvoltios del silicio, y un campo eléctrico crítico de ruptura unas 10 veces mayor que el del silicio. Los dispositivos de potencia GaN conducen mediante el gas de electrones bidimensional (2DEG) formado por el efecto de polarización en la interfaz de la heterounión AlGaN / GaN, logrando conducción de baja resistencia sin dopaje, por lo que poseen velocidades de conmutación más rápidas, menor carga de puerta y menor capacitancia de salida; además, los dispositivos GaN no tienen diodo de cuerpo, la conducción inversa depende de la apertura del canal y la carga de recuperación inversa (Qrr) es casi cero.
Los dispositivos de potencia de nitruro de galio se dividen principalmente en dos rutas tecnológicas: modo mejorado (E-mode) y cascode de modo deplexionado (D-mode) (Cascode). El GaN de modo mejorado logra un voltaje de umbral positivo modulando el gas de electrones bidimensional mediante la estructura de puerta; el GaN de modo deplexionado es intrínsecamente un dispositivo normalmente conductor y debe encapsularse junto con un MOSFET de silicio de baja tensión para formar una estructura cascode normalmente apagada, con mayor tensión de accionamiento y mayor inmunidad a interferencias. Los productos GaN anteriores de Renesas se basaban mayormente en la tecnología SuperGaN de modo deplexionado de Transphorm, que la compañía adquirió, mientras que este producto de 100V es su primer dispositivo GaN discreto de modo mejorado (E-mode).
La cifra de mérito (FOM, Figure of Merit) mencionada en el artículo es un indicador habitual para medir el rendimiento integral de los dispositivos de potencia, cuya forma común es el producto de la resistencia de conducción y la carga de puerta (RDS (on)×Qg), etc.; un valor más bajo generalmente significa que, con las mismas pérdidas, se puede soportar una frecuencia de conmutación más alta, o que, a la misma frecuencia, las pérdidas son menores. En los MOSFET de silicio este indicador suele rondar los 1000mΩ·nC, mientras que en los dispositivos GaN es de solo unos 50 a 100mΩ·nC.
Renesas Electronics completó el 20 de junio (6/20) de 2024 la adquisición del fabricante estadounidense de semiconductores de potencia GaN Transphorm, entrando así en el campo de los dispositivos de potencia GaN, y lanzó simultáneamente 15 diseños de referencia de cartera de productos exitosos basados en GaN. En julio (mes 7) de 2025, Renesas presentó un GaN FET de 650V de cuarta generación mejorada (Gen IV Plus) basado en la plataforma SuperGaN, orientado a aplicaciones de nivel de kilovatios como centros de datos de IA, fuentes de alimentación de servidores y carga de vehículos eléctricos; este producto de baja tensión de 100V supone, por su parte, la primera vez que la compañía extiende la tecnología GaN al campo de la baja tensión.