富士通半導體（上海）有限公司近日宣布采用其基于硅基板的氮化鎵 (GaN) 功率器件的服務(wù)器電源單元成功實(shí)現2.5kW的高輸出功率，富士通半導體計劃將于2013年下半年開(kāi)始量產(chǎn)這些GaN功率器件。這些器件可廣泛用于電源增值應用，對實(shí)現低碳社會(huì )做出重大貢獻。

與傳統硅基功率器件相比，基于GaN的功率器件具有導通電阻低和能夠進(jìn)行高頻操作等特性。而這些特性恰恰有利于提高電源單元轉換效率，并使電源單元更加緊湊。富士通半導體計劃在硅基板上進(jìn)行GaN功率器件的商業(yè)化，從而可以通過(guò)硅晶圓直徑的增加，來(lái)實(shí)現低成本生產(chǎn)。按照此目標，富士通半導體自2009年起就在開(kāi)發(fā)批量生產(chǎn)技術(shù)。此外，富士通半導體自2011年起開(kāi)始向特定電源相關(guān)合作伙伴提供GaN功率器件樣品，并對之進(jìn)行優(yōu)化，以便應用在電源單元中。 

圖1：氮化鎵功率器件

最近，富士通半導體開(kāi)始與富士通研究所 (Fujitsu Laboratories Limited) 合作進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)，包括開(kāi)發(fā)工藝技術(shù)來(lái)增加硅基板上的高質(zhì)量GaN晶體數量；開(kāi)發(fā)器件技術(shù)，如優(yōu)化電極的設計，來(lái)控制開(kāi)關(guān)期間導通電阻的上升；以及設計電源單元電路布局來(lái)支持基于GaN的器件的高速開(kāi)關(guān)。這些技術(shù)開(kāi)發(fā)結果使富士通半導體在使用GaN功率器件的功率因數校正電路中成功實(shí)現了高于傳統硅器件性能的轉換效率。富士通半導體還設計了一種具有上述功率因數校正電路的服務(wù)器電源單元樣品，并成功實(shí)現了2.5kW的輸出功率。

將該項技術(shù)的開(kāi)發(fā)成功也意味著(zhù)富士通半導體鋪平了其GaN功率器件用于高壓、大電流應用的道路。

富士通半導體最近在其會(huì )津若松工廠(chǎng)建成了一條6英寸晶圓大規模生產(chǎn)線(xiàn)，并將在2013年下半年開(kāi)始GaN功率器件的滿(mǎn)負荷生產(chǎn)。今后，通過(guò)提供針對客戶(hù)應用而優(yōu)化的功率器件以及電路設計技術(shù)支持，富士通半導體將支持用途廣泛的低損耗、高集成的電源單元的開(kāi)發(fā)。富士通半導體希望其GaN功率器件銷(xiāo)售收入在2015財年達到約100億日元。

圖2：富士通半導體的氮化鎵功率器件與傳統硅基功率器件的效率對比