データセンターの電源アーキテクチャ用の低電圧100V GaNトランジスタ

ルネサス エレクトロニクスは、RTP100E005G1FL、RTP100E2P6G1FL、RTP100E1P8G1FL-DSC、およびRTP100E1P2G1FL-DSCを含む、100V耐圧エンハンスメントモード（E-mode）GaNディスクリート・パワートランジスタの新しい製品ファミリーを発表します。本技術は、産業オートメーション、高密度AIデータセンター、および太陽光発電マイクロインバータなどの用途で求められるメガヘルツ（MHz）クラスのスイッチング周波数に対応するよう設計されています。

48Vバス・アーキテクチャへの移行
データセンターのインフラストラクチャや産業用電源システムにおいて、800V DC配電および48Vバス・アーキテクチャへの移行が進むにつれ、電力変換ステージは従来のキロヘルツ（kHz）帯からメガヘルツ（MHz）クラスのスイッチング周波数へとシフトしています。この移行により、設計者は磁性部品の小型化とシステム全体の電力密度の向上を実現できます。これらの高電圧直流（HVDC）アーキテクチャに低耐圧GaNコンポーネントを導入することで、受動部品の必要サイズを抑え、求められる熱冷却能力を低減させます。また、シリコン互換のパッケージ・フットプリントを採用しているため、プリント配線板（PCB）の大幅なレイアウト変更を伴うことなく、既存の基板設計へのGaN電界効果トランジスタ（FET）の統合が可能です。

スイッチング特性と熱性能
本100V GaNトランジスタは、電圧と電流の重なり時間を最小限に抑えることで、変換サイクル中の電力損失を低減します。逆回復電荷がゼロ（Qrr = 0）であるため、従来のシリコン系デバイスで課題となっていたスイッチング損失要因を排除しています。本デバイスは、市販されている同等のGaN製品と比較して、ハード・スイッチングFOM（Figure of Merit：性能指数）で最大35%、ソフト・スイッチングFOMで最大63%の低減を達成しています。

オン抵抗（RDS(on)）は1.2 mΩ〜5 mΩの範囲をカバーしており、同期整流や多相降圧コンバータ向けに、多様な電力レベルに応じた拡張性を提供します。パッケージにはFCLGAおよびFCLGA-DSCを採用し、底面冷却および両面冷却構成を提供することで、高密度実装環境における効率的な放熱を支援します。採用する変換トポロジーに応じてスイッチング損失を最大40〜70%低減でき、結果としてファンによる強制空冷への依存度を抑えることが可能です。

ルネサスの低耐圧GaN担当シニアディレクターであるAkhil Nair氏は、ロボティクスや再生可能エネルギー・システム向けの次世代技術を設計するエンジニアは、優れたスイッチング性能を発揮しつつ、既存のシリコンMOSFET設計から容易に移行できるコンポーネントを求めていると述べています。

追加情報（補足）
本セクションでは、元のプレスリリースに含まれていない技術仕様および競合比較について記載します。

低耐圧（100V）GaN FET市場において、競合製品はEPC（Efficient Power Conversion）やインフィニオン テクノロジーズなどのメーカーによって供給されています。EPCは、最小1.8 mΩのRDS(on)を特長とし、同様の48V DC-DC変換用途をターゲットとした100V eGaN FET「EPC2218」および「EPC2302」を展開しています。インフィニオンの100V「CoolGaN」シリーズも同様にエンハンスメントモード動作を採用し、高周波スイッチング用途に最適化された競争力のあるオン抵抗特性を備えています。ルネサスのRTP100シリーズは、熱管理の選択肢、特に基板表面から熱負荷を逃がす両面冷却パッケージ（FCLGA-DSC）によって直接対抗しており、サーバーグレードのソフト・スイッチング・トポロジーにおける高電力密度要求に対応します。

Evgeny Churilovによって編集された、Induportalsメディア-AIによって適応されました。

www.renesas.com