前言
随着氮化镓産品在PD快充市場大批量出貨，市占率逐年提高，越來越多的應用市場開始關注氮化镓，而化合物半導體（SiC/GaN等）栅極可靠性問題限制了其市場推廣的速度。針對高可靠性要求的應用市場，比如工業市場和新能源汽車市場，氮矽科技推出了PIIP™ GaN系列産品，解決了增強型氮化镓分離器件栅極不可靠的問題。
什麼是PIIP™ GaN？
PIIP™ GaN（Power integrated in package）産品是氮矽科技自主研發的一系列面向工業領域的産品，PIIP™ GaN産品将功率E-mode GaN晶片與氮矽科技獨有的專配氮化镓器件的驅動晶片合封在一個封裝内，利用驅動晶片将E-Mode GaN脆弱的栅極保護起來，使其具有高可靠性的特點，同時其與傳統矽器件相容的輸入電壓大大精簡了電源設計難度，也大大降低了PCB占闆面積，滿足易生産、高性價的要求。
（PIIP™ GaN内部電路框圖）
PIIP™ GaN具有更靈活、更可靠、更高效、更易于使用的特點，有效提升了應用工程師的使用體驗：
1. PIIP™ GaN支援±18V的寬電壓輸入範圍
分離式增強型氮化镓器件其栅極的開啟電壓和工作電壓與傳統矽器件并不相容，同時大電流的增強型氮化镓器件的驅動電路設計難度大，簡單的RC電路的可靠性低下，這些痛點一直困擾着使用者，而PIIP™ GaN完美的解決了以上所有問題，其輸入（IN）電壓範圍為±18V，相容了所有傳統矽的控制器，為電源設計人員提供了極大的便利。
2. 支援UVLO欠壓鎖定功能
分離式增強型氮化镓器件的門檻值電壓普遍在1-2V左右，極易受到來自PCB走線以及晶片打線的寄生電感影響導緻誤開啟。PIIP™ GaN的UVLO 門檻值為 3.8V，當供電電壓VDD低于UVLO時，内部電路處于待機狀态，直到VDD達到啟動電壓，該功能有效避免了由于電源電壓的波動導緻的器件誤開啟炸機的問題，這也是PIIP™ GaN具備高可靠性的原因之一。
3. 超低的驅動電壓振鈴
在分離式方案中，由于封裝端的打線所産生的寄生電感導緻的振鈴是氮化镓在大功率應用當中失效的最主要的原因，而PIIP™ GaN通過合封器件和驅動晶片有效的減小了寄生電感，如下圖所示：
在分離驅動和合封驅動的對比測試中，下拉電阻同為0的情況下，合封驅動的振鈴電壓僅為0.24V，分離驅動的振鈴電壓則達到了1.8V。對于E-mode GaN器件來說，本身的門檻值電壓僅有1-2V左右的情況下，1.8V的振鈴電壓會直接導緻器件關閉後的誤開啟。
4. 合封驅動方案溫度更低
同時因為合封驅動省去了下拉電阻，是以其驅動損耗也明顯低于分離驅動方案，同樣的應用條件下，合封驅動方案溫度更低，效率更高。
5. 更強的驅動能力
增強型氮化镓擁有傳統矽不可比拟的高頻優勢，但也有着随器件飽和電流的不斷增大對驅動晶片的驅動能力要求越高的缺點。PIIP™ GaN所使用的氮化镓驅動晶片擁有4A/1.4A的超高拉灌電流足以驅動高達150A的氮化镓器件。目前PIIP™ GaN系列産品擁有最大到30A的飽和電流産品DXC3065S2F。
全面面向工業領域的産品布局：
随着越來越多的工業及汽車領域的制造商選擇與GaN器件供應商合作，氮化镓元件已逐漸切入工業電源市場，PIIP™ GaN系列産品覆寫了不同功率以及不同封裝，使用者可以根據自身需求選擇更适合自己PIIP™ GaN産品。
針對部分對産品體積有強烈需求的工業客戶，氮矽科技推出了采用扁平化封裝的PIIP™ GaN系列産品：
随着功率的進一步提升，如資料中心PSU、逆變器、車載OBC等客戶産品，對氮化镓器件散熱的要求會不斷提升，為此氮矽科技在全球首次推出了采用TO封裝的PIIP™ GaN系列産品：
傳統的分離方案，電路設計複雜，使用成本高，導緻氮化镓的潛能沒有完全開發。氮矽科技PIIP™ GaN系列産品減少了電源晶片外圍器件數量，提升了功率密度和效率，降低了設計成本，極大的提高了氮化镓的可靠性。PIIP™ GaN系列産品從消費電子領域擴充到工業及汽車領域, 氮化镓功率器件的潛能進一步得到開發。氮矽科技将引領增強型氮化镓的技術革新，加速氮化镓的應用普及，推動可持續發展戰略，共創綠色未來。