Dialog Semiconductor推出首款GaN功率IC將可大幅縮小充電器體積

Dialog Semeconductor發表首款運用 GaN(氮化鎵)的功率IC DA8801，其高整合性並高度最佳化的設計，將可有效的大幅縮小電源供應器、充電器的體積。



現在的行動裝置、筆記型電腦是每個人不可或缺的裝置，在處理器隨著使用需求而不斷向上提升性能時，電力需求與管理變得非常重要。這些行動裝置都是使用電池做為主要電力來源，然而電池卻也是進展最慢的元件，受到空間的限制，電池容量總是不夠用。於是更好的電源管理、更快的充電速度成了新產品的重點，這時大家也發現做為充電／電源供應的充電器或變壓器，亦稱為適配器(Adapter)，似乎也要加以改變。


Dialog Semiconductor企業發展及策略資深副總裁Mark Tyndall(左)與企業發展與戰略總監Tomas Moreno

過去智慧型手機的充電器大概都是 5W(5V,1A)的輸出，新一點的產品會達到 10W，但是隨著快速充電技術的推出，充電器輸出可能要達到 25W以上，若是設計與零組件未加以改善，充電器的體型將會大上許多。這種情況在筆記電電腦上也差不多，每次外出都得帶一個小磚塊，的確讓人困擾，若能大幅縮小充電器的體型，將會受到許多人的歡迎。


Dialog的GaN功率IC DA8801能有效縮減充電器體積，照片為高功率充電器核心展示板
      
以高度整合電源管理、固態照明、電源轉換及低功耗藍牙無線技術為主的Dialog Semiconductor(以下簡稱Dialog)，宣布進入GaN(氮化鎵)領域，並推出首款功率IC產品DA8801，由台積電(TSMC)所代工生產。GaN(氮化鎵)其實已經推出許久，只是過往以軍用設備等特殊領域應用為主，要用在消費型、標準化產品時，也需要半導體製造商以標準製程來製造。


台積電的650V矽上氮化鎵製程性能極佳


氮化鎵製作的FET擁有體積小、切換速度快及高電源效率等特性

這次Dialog推出的DA8801功率IC，採用台積電的650V矽上氮化鎵(GaN-On-Silicon)製程，這個第二代製程不僅具有比傳統矽材質有十倍的效能表現，與其它GaN(氮化鎵)製造商相比，不論是導通阻抗(Ron)以及閘極電荷(Qg)都有擁更好的特性。在此製程的優勢之下，Dialog新款產品也就能擁有更快的切換速度，也能縮小元件尺寸，更能減少一半電源損耗。


Dialog SmartGaN將類比與邏輯電路整合在一起


應用Dialog DA8801擁有優異的特性

這次Dialog DA8801特別擁有極高的整合設計，在同一個晶片中整合了類比與邏輯以及完整的半橋電路，由於採用TSMC 650V的GaN製程，所以可應用在各種交流電環境中，並具有極快速的切換速度(高於50V/ns)，以它來設計電源供應器或是充電器將能大幅縮小體型。根據目前的資料顯示，運用DA8801設計的智慧型手機充電器，其轉換效率可達到94%，體型比過去縮小40%，也就是同樣尺寸的充電器可提供更大的功率輸出，對於現在日漸增加的快速充電需求，將是相當好的解決方案。像本刊頭照片裡展示的充電器, 即是目前產品的體積提供高達25W的輸出。


未來新產品將支援更高的輸出功率，應用範圍將擴大

目前DA8801的主要應用市場將是平板和智慧型手機充電器，其輸出功率在35W/25W以下。而Dialog也計畫不久再推出適用於65W以下，甚至是100W-1KW應用於伺服器的產品，由於像DA8801這樣的設計其實具有擴充性，例如需要較大輸出功率應用，只要擴大功率輸出部分即可。

GaN產品是Dialog電源生態系的一部分，可以提升運作效率及降低成品。DA8801現在已經提供展示板與開發套件，預計不久即會大量生產上市，希望在新元件的助益之下，短時間內即可看上體型更小巧的充電器／變壓器。