瑞萨推出首款低压氮化镓功率半导体，瞄准 AI 数据中心与人形机器人

瑞萨电子今日宣布推出公司首款低压氮化镓功率半导体产品。该系列为 100V 增强型（E-mode）GaN 分立功率晶体管，面向 AI 数据中心、人形机器人、工厂自动化和工业电机驱动等应用领域。

本次发布的型号包括 RTP100E005G1FL、RTP100E2P6G1FL、RTP100E1P8G1FL-DSC 和 RTP100E1P2G1FL-DSC，具备出色的硬开关与软开关优值（FOM）性能：相比同类 GaN 器件，硬开关 FOM 最高降低 35%，软开关 FOM 最高降低 63%。低压 GaN 器件还保持了与硅器件兼容的封装尺寸，便于导入现有设计。与硅基方案相比，该系列效率提升 1% 至 3%，消除了 Qrr 损耗，开关损耗大幅降低 40% 至 70%。产品提供多种标准 MOSFET 兼容封装，客户可从硅 MOSFET 布局快速迁移到 GaN 方案，无需大幅重新设计 PCB。

氮化镓属于宽禁带半导体材料，禁带宽度约 3.4 电子伏特，远高于硅的约 1.12 电子伏特，临界击穿电场约为硅的 10 倍。GaN 功率器件依托 AlGaN / GaN 异质结界面因极化效应形成的二维电子气（2DEG）导电，无需掺杂即可实现低电阻导电，因而开关速度更快、栅极电荷与输出电容更低；GaN 器件没有体二极管，反向导通依赖沟道开启，反向恢复电荷（Qrr）几乎为零。氮化镓功率器件主要分为增强型（E-mode）与耗尽型（D-mode）共源共栅两大技术路线：增强型 GaN 通过栅极结构调制二维电子气实现正阈值电压；耗尽型 GaN 本身为常通器件，需与低压硅 MOSFET 共同封装构成常关断的共源共栅结构，其驱动耐压更高、抗干扰性更强。瑞萨此前的 GaN 产品多基于其收购的 Transphorm 的耗尽型 SuperGaN 技术，本次 100V 产品则是其首款增强型分立器件。

文中提到的优值（FOM）是衡量功率器件综合性能的常用指标，常见形式为导通电阻与栅极电荷的乘积（RDS(on)×Qg），数值越低通常意味着相同损耗下可支持更高开关频率，或相同频率下损耗更低。硅 MOSFET 的该指标一般约为 1000mΩ·nC，而 GaN 器件仅约 50 至 100mΩ·nC。瑞萨于 2024 年 6 月 20 日完成对美国 GaN 功率半导体厂商 Transphorm 的收购，由此切入 GaN 功率器件领域，并同步推出 15 款基于 GaN 的成功产品组合参考设计。2025 年 7 月，瑞萨发布基于 SuperGaN 平台的 650V 第四代增强型（Gen IV Plus）GaN FET，面向 AI 数据中心、服务器电源、电动汽车充电等数千瓦级应用；本次 100V 低压产品则是其首次将 GaN 技术扩展至低压领域。