德州儀器(TI)在類比領(lǐng)域傾注相當(dāng)多的心力，約占總投資六成比重；迄今擁有近10萬種組合的達(dá)10萬家的一流創(chuàng)新企業(yè)采用，是產(chǎn)業(yè)風(fēng)向球。TIBroadMarketPower副總裁暨總經(jīng)理HagopKozanian以舉世矚目的工業(yè)4.0為例，指出感測、高精度類比、處關(guān)鍵技術(shù)皆圍繞一個(gè)主旋律行進(jìn)：動(dòng)因子，展現(xiàn)于工廠／建筑自動(dòng)化、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)和控制，以及智慧電網(wǎng)應(yīng)用。當(dāng)工程師需要使用超過10A~15A的大電流負(fù)載點(diǎn)(POL)設(shè)度轉(zhuǎn)換器(搭配整合式MOSFET晶體管)，轉(zhuǎn)而選擇較復(fù)雜、占空間的外加MOSFET晶體管作為控應(yīng)用的轉(zhuǎn)換器何處尋？應(yīng)用的轉(zhuǎn)換器何處尋？TI主張可用新一代的MOSFET晶體管和封裝技術(shù)解決。TI「NexFET」電源MOSFET在硅晶體內(nèi)有較低的電封裝技術(shù)堆棧IC和MOSFET電晶體，可提高電子流動(dòng)能力。為此，TI以「輸入電壓」與「最大輸出電流」為兩軸，根據(jù)不同應(yīng)用的核心需求歸納出幾大族群，并據(jù)以交集出超過200種的DC/DC解決方案供選擇，將電感率因子補(bǔ)償和被動(dòng)元件集成到單一TPS54A20DC/DC串聯(lián)電容降壓轉(zhuǎn)換器、加入40A大電流DC/DCSWIFT的TPS548D22DC/DC降車用級(jí)LM5165-Q1同步DC/DC降壓型穩(wěn)壓器，可簡化原型設(shè)計(jì)、制造和驗(yàn)證的工程時(shí)間，且采用者不需琢磨高深電源知識(shí)，可將資源集中在重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目。Kozanian再度重申整合的必要性，強(qiáng)調(diào)將驅(qū)動(dòng)器與FET封裝在一起，可降低電壓應(yīng)力和EMI等/自動(dòng)化生產(chǎn)的主流標(biāo)準(zhǔn)，但某些電壓應(yīng)用，如：高端音訊放大器、GaN應(yīng)用看好，但仍存兩種元素合成的超高速半導(dǎo)體材料，近年來成為學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界GaN功率器件更被視作圣杯。與傳統(tǒng)硅元件相較，GaN在物理特1.轉(zhuǎn)換效率高：GaN的禁帶寬度是硅的3倍、臨界擊穿電場是硅GaN的導(dǎo)通電阻約比硅元件低1,000倍，大幅降低開關(guān)的導(dǎo)通損耗、使功率密度倍增；2.工作頻率高：GaN的電子渡越時(shí)間比硅低10倍，電子速度比在硅中高兩倍以上、反向恢復(fù)時(shí)間基本可以忽略，因此GaN開關(guān)功率器件的工作頻率是硅的20倍以上！大幅減少電路中電容、電感等儲(chǔ)能元件的體積、模備體積和原材料消耗，而開關(guān)頻率高可減少開關(guān)損耗，進(jìn)一步降低總功耗；3.耐受溫度高：GaN的禁帶寬度電子很難被激發(fā)，理論上GaN可耐受800℃以上的高溫。為降低GaN元件成本，業(yè)界設(shè)法從制程尋求變通：透過外延技術(shù)在更大尺寸的硅基取得GaN外延片。如此便可使用成熟的硅制程和設(shè)備大量生產(chǎn)，再將硅基GaN與光電元件、數(shù)控電路整合，集成直接面向終端應(yīng)用的功能性模組。GaN-on-Si晶圓仍有三大技術(shù)瓶頸待克服：一是失配問題，硅基與GaN之間存在晶格常數(shù)、熱膨脹系數(shù)和晶體結(jié)構(gòu)不匹配；二是極性迥異，由于硅原子間形成的是「純共價(jià)鍵」，屬非極性半導(dǎo)體，而GaN原子間卻是極性鍵、屬極性半導(dǎo)體；三是硅基上的硅原子擴(kuò)散，會(huì)降低外延層的晶體質(zhì)量。TI以「增壓引擎」來比喻免電子裝置或設(shè)備「散熱不佳」，機(jī)，大至高端工業(yè)機(jī)具和服務(wù)器，各種系統(tǒng)的電路皆需切換數(shù)百萬計(jì)少生熱，讓開發(fā)者能在更小的電路GaN未能迅速普及的另一個(gè)原因，來自于無法確切掌握GaN的應(yīng)力測試和故障模式，包括電源管理的開關(guān)條件，傳統(tǒng)硅材料TI決意投入整合工作，日前發(fā)布首款含GaN開關(guān)的功率模塊——LMG3410，不僅在功率密度領(lǐng)先最先進(jìn)的硅基功率因數(shù)修正轉(zhuǎn)換器，更優(yōu)于分立式GaN器件，可能，可預(yù)防過熱、短路并因應(yīng)各種電壓條件。Kozanian統(tǒng)整，電源1.能源效率：資料儲(chǔ)存須更具成本效益且節(jié)能，極低的待機(jī)或關(guān)機(jī)「靜態(tài)電流」(QuiescentCurrent)、同步整流、寬電壓操作是必要條件，但還須針對工廠或汽車等不同應(yīng)用進(jìn)行輕載效率最佳化；2.高度整合：為減少物料和制程、在更小的電路板空間實(shí)現(xiàn)功能設(shè)3.高壓作業(yè)：考慮工廠中的人員、設(shè)備安全，首重電路系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而整合驅(qū)動(dòng)器的氮化鎵4.功率密度：電動(dòng)車的伺服電源供應(yīng)器和電池必須在更小的尺寸提供更多電力，具高功率密度的DC/DC轉(zhuǎn)換器不可或缺。擴(kuò)及類比和數(shù)位電源轉(zhuǎn)換控制器，以建立完整的生態(tài)系統(tǒng)，包括去年發(fā)布的LMG5200——集成TPS53632GGaNFET控制器。特別一提的是，TI相當(dāng)看重支援服務(wù)，備有WEBENCH在線設(shè)計(jì)工具，支援八種語言，可實(shí)現(xiàn)端到端電路設(shè)計(jì)，針對封裝、價(jià)格