IT之家 Le 6/10, information : Renesas Electronics a annoncé aujourd'hui le lancement de son premier produit semi-conducteur de puissance en nitrure de gallium basse tension. Les produits présentés cette fois appartiennent à une série de transistors de puissance discrets GaN enhancement-mode (E-mode) 100V,destinés aux applications telles que les centres de données IA, les robots humanoïdes, l'automatisation des usines et l'entraînement de moteurs industriels。
IT之家 a appris que les produits lancés par Renesas cette fois sont le RTP100E005G1FL, le RTP100E2P6G1FL, le RTP100E1P8G1FL-DSC et le RTP100E1P2G1FL-DSC, dotés de performances remarquables en termes de figure de mérite (FOM) pour la commutation dure et la commutation douce ; par rapport à des dispositifs GaN similaires,le FOM en commutation dure est réduit jusqu'à 35%，le FOM en commutation douce est réduit jusqu'à 63%. Les dispositifs GaN basse tension conservent également des dimensions de boîtier compatibles avec les dispositifs en silicium, facilitant leur intégration dans les conceptions existantes.
En outre, cette série de produits offre un gain d'efficacité de 1% à 3% par rapport aux conceptions à base de silicium, élimine les pertes Qrr et réduit considérablement les pertes de commutation de 40% à 70%. Divers boîtiers standard compatibles MOSFET sont proposés, permettant aux clients de migrer rapidement d'une implémentation en MOSFET silicium vers une solution GaN sans refonte majeure du PCB.
Pour en savoir plus
Le nitrure de gallium (GaN) est un matériau semi-conducteur à large bande interdite, dont la bande interdite est d'environ 3,4 électronvolts, bien supérieure aux environ 1,12 électronvolts du silicium, et dont le champ électrique critique de claquage est environ 10 fois supérieur à celui du silicium. Les dispositifs de puissance GaN conduisent grâce au gaz d'électrons bidimensionnel (2DEG) formé par effet de polarisation à l'interface de l'hétérojonction AlGaN / GaN, permettant une conduction à faible résistance sans dopage, ce qui leur confère une vitesse de commutation plus rapide ainsi qu'une charge de grille et des capacités de sortie plus faibles ; par ailleurs, les dispositifs GaN n'ont pas de diode de corps, la conduction en inverse repose sur l'ouverture du canal, et la charge de récupération inverse (Qrr) est quasiment nulle.
Les dispositifs de puissance GaN se divisent principalement en deux voies technologiques : les dispositifs de type enhancement (E-mode) et les dispositifs de type déplété (D-mode) en montage cascode. Le GaN de type enhancement module le gaz d'électrons bidimensionnel via la structure de grille pour obtenir une tension de seuil positive ; le GaN de type déplété est un dispositif normalement conducteur qui doit être co-encapsulé avec un MOSFET silicium basse tension pour former une structure cascode normalement bloquante, offrant une tension de commande plus élevée et une meilleure immunité aux interférences. Les précédents produits GaN de Renesas étaient pour la plupart basés sur la technologie SuperGaN de type déplété de Transphorm, qu'elle avait acquise ; ce produit 100V est quant à lui son premier dispositif discret GaN de type enhancement (E-mode).
La figure de mérite (FOM, Figure of Merit) mentionnée dans l'article est un indicateur courant pour évaluer les performances globales des dispositifs de puissance ; elle prend généralement la forme du produit de la résistance à l'état passant par la charge de grille (RDS (on)×Qg), etc. ; une valeur plus faible signifie généralement que, à pertes égales, une fréquence de commutation plus élevée peut être prise en charge, ou que les pertes sont plus faibles à fréquence égale. Cet indicateur est en général d'environ 1000mΩ·nC pour les MOSFET silicium, contre seulement environ 50 à 100mΩ·nC pour les dispositifs GaN.
Renesas Electronics a achevé le 20/6/2024 l'acquisition du fabricant américain de semi-conducteurs de puissance GaN Transphorm, entrant ainsi dans le domaine des dispositifs de puissance GaN, et a simultanément lancé 15 conceptions de référence de portefeuille de produits à succès basées sur le GaN. En 7/2025, Renesas a présenté un GaN FET 650V de quatrième génération en mode enhancement (Gen IV Plus) basé sur la plateforme SuperGaN, destiné à des applications de l'ordre du kilowatt telles que les centres de données IA, les alimentations de serveurs et la recharge de véhicules électriques ; ce produit basse tension 100V constitue quant à lui la première extension de sa technologie GaN au domaine de la basse tension.