成本削减50%+，MOSFET的终结者eGaN FET是怎么做到的

35年前，作为一项颠覆性的技术，硅功率MOSFET取代了双极型晶体管，诞生了一个高达120亿美金的市场。这次技术更迭告诉我们，决定一个新型功率转换技术的采纳率的关键因素有四个：

它能支持有重大意义的新应用吗？
是否容易使用？
可靠吗？
对用户而言是否极具成本效益？

高效功率转换公司（EPC公司）的氮化镓(GaN)产品同样也面临这四个问题，让我们回顾一下近五年来GaN技术的进展，看看它是怎么解决了前三个问题，而第四个问题，即有竞争力的价格，则是本文关注的重点。

它能支持有重大意义的新应用吗？

对所有的新技术来说，能够支持采用其他技术无法实现的应用是该技术最好的切入点。通常情况下，市场引入这些新技术时，满足了这些新应用对更高性能的要求，同时也伴随着较高的价格，氮化镓半导体亦复如是。

自五年前氮化镓技术问世以来，eGaN FET培育了一系列新应用，包括无线电力传输、包络跟踪、激光雷达、结肠镜x射线和无线供电的人造心脏。在基于功率晶体管的应用之外，氮化镓技术目前也正在被应用在集成电路中，目前用于模拟IC，未来还将包括数字IC。这些IC产品增强了现有产品的性能和成本优势，很多不曾预见的应用也正在快速涌现。

是否容易使用？

EPC公司将eGaN晶体管设计为可以以类似于现有功率MOSFET的方式进行使用，电源系统工程师们只需要稍加培训，就可以轻松地将他们的设计经验用于现有设计。

而且，为了帮助设计工程师快速上手，EPC公司在向业界培训氮化镓器件和应用上也是当仁不让，事实上，除了已经出版过70多篇技术文章，进行过多次演讲之外，EPC公司已经出版了四本氮化镓晶体管的教材，其中有一本是中文版。

为了帮助功率系统设计工程师，EPC在世界各地的主要电子工业城市开展了为期一天的"实战型"研讨会，比如圣何塞、波士顿、上海和东京等。 EPC还积极与全球30多所大学展开合作，为下一代高技能的功率系统设计工程师通过培训最大程度地掌握eGaN FET奠定基础。

可靠性怎么样？

氮化镓晶体管的可靠性测试捷报频传。为了验证eGaN FET的合格性，业界进行了各种各样的可靠性试验，包括高温反偏实验、高温栅极偏压测试、高温存储、冷热循环、高温高湿环境下反偏、高压、湿度敏感性。

通过对电压和温度进行调整，进行加速老化试验，以确定在数据手册定义的操作范围内器件的失效时间。根据高温反偏、高温栅极偏压两种测试结果表明，在最高工作温度和临界电压等级上，eGaN FET的平均故障时间将超过10年。

这些研究进一步表明，在当今生产的产品的合理寿命周期内，eGaN FET失效的概率非常低。

对用户来说，它极具成本效益吗？

对新兴技术来说，技术成熟稳定，同时具备有竞争力的价格一直都是一种巨大的挑战，特别是这项新技术有志于成为颠覆性的替代技术时。现在，最新一代的eGaN FET家族同时也具备了价格上的竞争力。GaN的性能、MOSFET的价格，鱼和熊掌可以兼得。下面是GaN做到成本竞争力的一些原因：

降低生产成本 - eGaN FET可以基于MOSFET的制造方法和设备进行生产。受益于过去五年的经验教训，其良率已经上升到可以与MOSFET相媲美的地步，它的制作方法也进行了简化，所以，生产GaN器件的成本已经大幅下降。

芯片级封装 - 典型的MOSFET塑料封装大约占到最终产品成本的一半。低压的eGaN FET不需要封装，单此一项就可以削减50%的成本！此外，没有封装，在现场由于装配造成故障的可能性也大大降低。

尺寸超小-更快的开关速度意味着更小的尺寸、更高的效率，并能降低系统成本，例如，最新的eGaN FET产品的占位面积大约为同等级的MOSFET组件的四十分之一。

结论

现在已经没有任何力量可以阻止氮化镓技术的大爆发了，支持大批量应用的四个关键因素都已经就位：GaN支持新的应用、易于使用、可靠性高、价格极具竞争力。

这个120亿美金的MOSFET市场已经成为了卓越的eGaN FET技术的进军对象。展望不久的将来，随着上面提及的GaN支持的应用的增长，该市场有潜力到2020年时增长一倍。长期来看，当模拟和数字IC集成了这项高性能的技术之后，GaN技术的总体市场可以达到3000亿美金以上。

功率转换开始转向GaN，动作慢的将会被无情地扫地出门。

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