汽车电子
通过将ICeGaN HEMT与IGBT混合并联集成至单一封装,实现高效率与降本双赢
2025年3月10日,英国剑桥讯——Cambridge GaN Devices (CGD)是一家致力于开发高能效氮化镓功率器件、以创新技术简化环保节能电子系统设计的无晶圆厂环保技术半导体企业。今日CGD宣布推出可支持100kW以上的新能源车主驱逆变器的GaN解决方案。该方案基于其专利ICeGaN® 氮化镓(GaN)技术,目标瞄准规模超百亿美元的电动汽车市场。革命性的 Combo ICeGaN® 方案通过将智能化的ICeGaN® HEMT与传统IGBT 组合并封装于同一功率模块,在实现效率最大化的同时,为碳化硅 (SiC) 解决方案提供了更具成本效益的替代选择。
CGD创始人兼CEO Giorgia Longobardi 博士表示:"当前新能源车主驱逆变器要么采用低成本但轻载效率低的IGBT,要么选择高性能但昂贵的SiC器件。我们全新的Combo ICeGaN 解决方案通过巧妙融合GaN与IGBT技术的优势,将彻底革新电动汽车产业——在降低系统成本的同时保持最优的能效水平,这意味着更快的充电速度与更长的续航里程。"
这项获得专利的Combo ICeGaN方案充分利用了ICeGaN与IGBT器件的协同优势:二者具有相近的阈值电压(ICeGaN®约3V,IGBT为4-5V)、兼容的电压驱动范围(0-20V)以及卓越的栅极可靠性。在混合并联架构中,ICeGaN 器件凭借其低导通损耗和低开关损耗的特性,将在轻载工况下发挥主导作用;而IGBT则在高负载或峰值输出条件下展现优势。该混合方案既受益于IGBT的高饱和电流与雪崩钳位能力,又兼具ICeGaN 的超高效开关特性。
在高温环境下,IGBT的双极特性使其在更低导通电压下提前开启,有效补偿ICeGaN的电流损耗;而在低温条件下,ICeGaN将承担更多电流。系统通过智能的检测与保护功能,动态优化Combo ICeGaN的驱动模式,同步扩展两种器件的安全工作区(SOA),提高系统可靠性。
ICeGaN技术已助力新能源车工程师在OBC, DC-DC和辅驱等系统中充分发挥氮化镓优势。而Combo ICeGaN的推出,更将CGD的氮化镓技术拓展至体量庞大的主驱逆变器市场。ICeGaN 器件已通过严苛可靠性验证,IGBT在牵引系统与新能源车应用领域亦拥有长期成功经验。虽然CGD此前已在IEDM发表的论文中验证了ICeGaN与SiC MOSFET的专有并联组合方案,但ICeGaN与IGBT混合的Combo ICeGaN® 的性价比优势更显著。CGD预计该方案将于今年进入工程样机阶段并与年底前推出Combo ICeGaN的演示模块和评估版。
CGD创始人兼CTO Florin Udrea 教授表示:"深耕功率器件领域三十载,这是我首次见证如此完美互补的技术组合。ICeGaN在轻载条件下的极速响应堪称典范,而IGBT则在高负载、浪涌工况及高温环境中大放异彩。ICeGaN提供芯片级智能控制,IGBT贡献雪崩耐受能力。二者皆基于硅基衬底,共享成熟的成本优势、产业基础与制造生态。"
CGD将亮相APEC应用电力电子会议暨展览会
欢迎莅临佐治亚世界会议中心2039号展位(美国佐治亚州亚特兰大 | 2025年3月16日至20日),深入了解Combo ICeGaN技术创新细节。
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