瑞萨电子扩展GaN产品组合,推出首款面向AI数据中心和机器人应用的低压GaN FET

来源:Renesas(瑞萨电子)

发布时间:2026-10-27

全新100V增强型GaN先进功率晶体管系列实现更高功率密度和业界卓越的优值性能


 NEWS 


全球半导体解决方案供应商瑞萨电子(TSE:6723)今日宣布将其GaN产品组合扩展至低压应用领域,率先在业界推出100V增强型(E-mode)GaN分立功率晶体管系列。RTP100E005G1FL、RTP100E2P6G1FL、RTP100E1P8G1FL-DSC和RTP100E1P2G1FL-DSC低压GaN FET可在AI数据中心、人形、工厂自动化和工业电机驱动、以及太阳能微型逆变器等对效率要求极高的高功率密度应用中,实现超高速开关速度和增强的热性能。


新款GaN FET实现业界卓越的硬开关和软开关优值(FOM)性能,相比同类GaN器件,硬开关FOM最高降低35%,软开关FOM最高降低63%。低压GaN器件还保持与硅器件兼容的封装尺寸,便于导入现有设计。


当前数据中心的转换器通常以数百千赫兹的开关频率运行。随着AI服务器和工业基础设施向800VDC配电和48V总线架构过渡,许多转换级正迈向兆赫级开关频率,以缩小磁性元件尺寸、提升功率密度并提高整体效率。


在800V高压直流(HVDC)架构中采用低压GaN,可简化电源转换设计,显著减小无源元件尺寸,降低开关损耗和散热需求。在系统层面,这意味着更高效率、更少的热管理要求,以及更低的能源和BOM成本。


广泛的GaN产品组合实现

更高效率、功率密度与设计灵活性


基于瑞萨近期扩展的低压增强型GaN技术平台,全新晶体管产品组合具备超高速GaN开关能力,并通过低总栅极电荷(Qg)和低输出电荷(Qoss)最大限度减少电压与电流重叠,从而降低AI电源单元、电机驱动和DC-DC电源级在每个转换周期中的能量损耗。该器件还具备零反向恢复(Qrr=0)特性,可消除相关能量损耗,立即提升开关效率。


快速开关可通过缩小PCB占板面积、减小磁性元件和无源元件尺寸来提升功率密度,并实现更高频率运行;低导通电阻RDS(on)则可降低导通损耗,提高运行效率。底部散热和双面散热配置为散热和设计灵活性提供更多选择。根据具体应用要求和电源转换架构,低压GaN器件可将开关损耗降低多达40%至70%,并在系统层面实现最高两倍的功率密度。


新款GaN晶体管提供多种标准MOSFET兼容封装,使客户能够快速从硅MOSFET布局迁移到GaN方案,无需大幅重新设计PCB,从而加快设计实施。多样化封装选项结合宽范围RDS(on)(5mΩ至1.2mΩ),使设计人员能够在同步整流、多相降压转换和电机驱动等不同功率等级和应用之间灵活扩展。


Akhil Nair, Senior Director, Low-Voltage GaN at Renesas表示:



采用下一代GaN技术的客户正在为AI服务器、、工业电机驱动和可再生能源系统寻求更高效的电源转换方案,并希望在日益紧凑的系统中实现这一目标。我们的低压GaN系列不仅提供设计人员期待的GaN效率、开关性能和功率密度,还显著降低了客户从现有硅MOSFET设计迁移至GaN方案的门槛。


硅兼容封装中的高性能GaN


全新GaN系列基于增强型(E-MODE常关型)GaN技术打造,可在便捷的硅兼容封装中发挥GaN的性能优势。这有助于设计人员充分利用GaN带来的效率和功率优势,并简化从现有硅基设计的迁移。


全新低压GaN系列的主要特性



相比硅基设计,效率提升1%至3%,并消除Qrr损耗


开关损耗大幅降低40%至70%


通过降低每个周期的开关能量并支持高频运行,实现功率密度翻倍


更高开关频率有助于减小磁性元件尺寸、降低整体系统损耗,从而缩小系统占板面积


优化热管理可减少风扇和主动散热需求,降低系统复杂度和BOM成本


此外,凭借每个电源级更低的总能耗,全新GaN系列可帮助设计人员实现可持续发展目标。该系列通过减少热管理和气流管理所需风扇尺寸、支持使用更小的磁性元件并缩小整体PCB占板面积,助力AI数据中心和工业应用实现能效目标。

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