ROHM确立可以更大程度激发GaN器件性能的“超高速驱动控制”IC 技术
全球知名半导体制造商ROHM（总部位于日本京都市）确立了一项超高速驱动控制IC技术，利用该技术可更大程度地激发出GaN等高速开关器件的性能。
近年来，GaN器件因其具有高速开关的特性优势而被广泛采用，然而，如何提高控制IC（负责GaN器件的驱动控制）的速度已成为亟需解决的课题。
在这种背景下，ROHM进一步改进了在电源IC领域确立的超高速脉冲控制技术“Nano Pulse Control™”，成功地将控制脉冲宽度从以往的9ns提升至2ns，达到业界超高水平。通过将该技术应用在控制IC中，又成功地确立了可更大程度激发GaN器件性能的超高速驱动控制IC技术。
目前，ROHM正在推动应用该技术的控制IC产品转化工作，计划在2023年下半年开始提供100V输入单通道DC-DC控制器的样品。通过将其与ROHM的“EcoGaN™系列”等GaN器件相结合，将会为基站、数据中心、FA设备和无人机等众多应用实现显著节能和小型化做出贡献。
未来，ROHM将继续以其擅长的模拟技术为中心，追求应用的易用性，积极开发解决社会课题的产品。
日本大阪大学 研究生院工学研究科 森 勇介 教授表示：
“多年来，GaN作为能够实现节能的功率半导体材料一直备受期待，但这种材料在品质和成本等方面还存在诸多问题。在这种背景下，ROHM建立了高可靠性GaN器件的量产体系，并积极推动能够更大程度地发挥出GaN器件性能的控制IC开发。这对于促进GaN器件的普及而言，可以说是非常重要的一大步。要想真正发挥出功率半导体的性能，就需要将晶圆、元器件、控制IC、模块等多种技术有机结合起来。在这方面，日本有包括ROHM在内的很多极具影响力的企业。从我们正在研究的GaN-on-GaN晶圆技术到ROHM正在研究的元器件、控制IC和模块，需要整个国家通力合作，为实现无碳社会贡献力量。”
＜背景＞
在追求电源电路小型化时，需要通过高频开关来减小外围元器件的尺寸，而这就需要能够充分激发出GaN等高速开关器件驱动性能的控制IC。这次，为了实现包含外围元器件的解决方案，ROHM确立了非常适合GaN器件的超高速驱动控制IC技术，该技术中还融入了ROHM引以为豪的模拟电源技术之一“Nano Pulse Control™”技术 。
＜控制IC技术详情＞
该技术采用了在ROHM的垂直统合型生产体制下融合了电路设计、工艺和布局三大模拟技术而实现的“Nano Pulse Control™”技术。通过采用自有的电路结构，将控制IC的最小控制脉宽由以往的9ns大幅提升至2ns，这使得以48V和24V应用为主的应用，仅需1枚电源IC即可完成从高电压到低电压的降压转换工作（从最高60V到0.6V）。该技术非常适合与GaN器件相结合，实现高频开关，从而助力外围元器件小型化，对采用了该技术的DC-DC控制器IC（开发中）和采用了EcoGaN™技术的电源电路进行比较时，后者的安装面积比采用普通产品时可减少86%。
＜关于Nano Pulse Control™＞
一种超高速脉冲控制技术。实现了纳秒（ns）级的开关导通时间（电源IC的控制脉冲宽度），使以往无法实现的高电压到低电压的转换成为可能。
如欲进一步了解Nano Pulse Control™技术，请访问：
https://www.rohm.com.cn/support/nano
＜关于EcoGaN™＞
EcoGaN™是通过更大程度地优化GaN的低导通电阻和高速开关性能，助力应用产品进一步节能和小型化的ROHM GaN器件，该系列产品有助于应用产品进一步降低功耗、实现外围元器件的小型化、减少设计工时和元器件数量等。
*EcoGaN™ 和 Nano Pulse Control™ 是ROHM Co., Ltd.的商标或注册商标。
＜森 勇介 教授简介＞
曾任日本大阪大学研究生院工学研究科副教授，于2007年成为该学科教授，任教至今。
多年从事GaN晶体生长等技术的开发与研究，并确立了晶体量产技术。目前，为了推动GaN器件的应用与普及，除了致力于提高GaN-on-GaN晶圆技术（即在GaN衬底上形成GaN晶体管）的品质外，还与多家企业开展产学合作，属于GaN技术应用研究的权威人物。
2008年获得日本文部科学大臣表彰科学技术奖，近年来，于2022年获得国家发明表彰“未来创造发明鼓励奖”、2022年第13届化合物半导体电子学成就奖（赤崎勇奖）等。
PIN二极管作为关键的微波半导体器件，其性能提升涉及多个方面。首先，精确控制I层的掺杂浓度和分布是关键，需严格把控材料选择、切割、清洗、扩散、退火等制造过程的工艺稳定性。其次，优化PIN二极管的温度特性、高频性能以及集成化水平也是技术挑战。
PIN二极管是一种特殊半导体器件，由P-I-N三层结构组成，具有高阻抗和低噪声特性。其I层在施加不同直流电压时，载流子数量变化影响阻抗状态，可用于微波信号的通断控制。PIN光电二极管在高速通信和传感系统中发挥关键作用，如光信号响应和安防系统应用。
变频电机通过改变供电频率实现调速，具有调速范围广、精度高等优点，在工业自动化、风力发电等领域应用广泛。普通电机则固定转速，结构简单且经济，适用于恒速运转和成本敏感场合。国内变频电机发展迅速，但与国际先进水平在可靠性等方面仍有差距；普通电机发展平稳，面临能效和环保挑战。
变频电机通过变频器实现转速连续可调，提升变频器性能是提升变频电机性能的关键。优化变频电机设计和选用高性能材料可提升整体性能。普通电机在控制方式和节能性能上存在局限，而变频电机具有更高控制精度和能源利用效率。随着工业自动化和绿色环保理念的深入，变频电机将迎来更广阔的发展空间，实现智能化和与其他设备的集成，提高设备可靠性和降低生产成本。
变频电机与普通电机在原理和结构上有显著区别。普通电机基于电磁感应和电磁力工作，具有固定转速和功率。而变频电机采用变频技术，通过变频器调整电流频率控制转速，实现灵活调整以适应不同负载需求。结构上，变频电机包含变频器和控制系统，定子设计更复杂以提高能效。
