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ルネサス エレクトロニクスは本日、3つの新型高電圧650V GaN FET——TP65H030G4PRS、TP65H030G4PWS、およびTP65H030G4PQS——を発表しました。これらの製品は、人工知能（AI）データセンターとサーバー電源（新型800V高電圧直流アーキテクチャを含む）、電気自動車充電、無停電電源装置のバッテリーバックアップ機器、バッテリーエネルギー貯蔵、および太陽光発電インバーターなどに適しています。これらの第4世代強化型（Gen IV Plus）製品は、多キロワット級アプリケーション向けに設計されており、高効率なGaN技術とシリコンベースの互換性のあるゲート駆動入力を組み合わせることで、スイッチング電力損失を大幅に低減しつつ、シリコンベースのFETの操作の簡便性を維持しています。新製品はTOLT、TO-247、TOLLの3つのパッケージオプションを提供し、エンジニアは特定の電源アーキテクチャに合わせて熱管理と基板設計を柔軟にカスタマイズできます。

これらの3つの新製品は、堅牢で信頼性の高いSuperGaN®プラットフォームを基盤に開発されています。このプラットフォームは、Transphorm社（ルネサスが2024年6月に買収した企業）が初めて開発した、実応用で検証されたデプレッションモード（d-mode）常時遮断アーキテクチャを採用しています。シリコンベース、カーボンシリコン（SiC）、その他のGaN製品と比較して、低損失デプレッション型技術を採用した製品はより高い効率を実現します。さらに、ゲート電荷、出力コンデンサ、クロスロス、動的抵抗の影響を最小限に抑えることで電力損失を削減し、4Vの閾値電圧を実現しています。これは、現在のエンハンスドモード（e-mode）GaN製品では達成できない性能です。

新型Gen IV Plus製品は、前世代のGen IVプラットフォームのウェハサイズを14%縮小し、これにより30ミリオーム（mΩ）のより低いオン抵抗（RDS(on)）を実現し、前世代製品比で14%低減しています。また、オン抵抗と出力容量の積という性能指標（FOM）において20%の向上を達成しています。より小さなチップサイズはシステムコストの削減、出力容量の削減を実現し、効率と電力密度を向上させます。これらの利点は、コストに敏感で放熱要件の高いアプリケーションにGen IV Plus製品を理想的な選択肢とし、特に高性能、高効率、コンパクトなサイズが求められるシーンで優れています。既存のデザインと完全に互換性があり、アップグレードが容易で、既存のエンジニアリング投資を保護します。

これらの製品は、コンパクトなTOLT、TO-247、TOLLパッケージを採用し、1kWから10kWの電源システム向けに幅広いパッケージ選択肢を提供します。熱性能とレイアウト最適化の要件を満たすほか、より高出力の電源システムとの並列接続も可能です。新しい表面実装パッケージには、底部放熱経路（TOLL）と上部放熱経路（TOLT）が含まれ、外殻温度の低減に役立ち、より高い導通電流が必要な場合にデバイスを並列接続しやすくなります。さらに、一般的なTO-247パッケージは顧客に高い熱容量を提供し、より高い出力を実現します。

RenesasのGaN事業部門副社長であるPrimit Parikh氏は次のように述べています：「Gen IV Plus GaN製品の成功的なリリースは、Renesasが昨年Transphormの買収を完了した後、GaN技術分野で画期的な第一歩を踏み出したことを示しています。今後、市場で実証されたSuperGaN技術とRenesasの豊富なドライバーおよびコントローラー製品ラインナップを深く融合させ、完全な電源ソリューションの構築に注力していきます。これらの製品は独立したFETとして使用できるだけでなく、ルネサスのコントローラーやドライバー製品と統合し、完全なシステムソリューション設計に組み込むことが可能です。この革新的な組み合わせは、設計者に高い電力密度、小型化、高効率、かつ総システムコストの低減を実現する製品設計方案を提供します。」

独自のデプレッション型常時遮断設計により、信頼性と容易な統合性を実現

従来のデプレッション型GaN製品と同様に、ルネサスの新GaN製品は低電圧シリコンベースMOSFETを統合した独自の構成を採用し、シームレスな常閉断動作を実現。同時に、高電圧GaNの低損失と高効率スイッチングの利点を最大限に活用しています。入力段にシリコンベースFETを採用しているため、SuperGaN FETは標準の市販ゲートドライバーで駆動可能で、通常強化型GaNに必要な専用ドライバーは不要です。この互換性は設計プロセスを簡素化し、システム開発者がGaN技術を採用する障壁を低下させます。

電気自動車（EV）、インバーター、AIデータセンターサーバー、再生可能エネルギー、産業用電力変換など、高要求な分野に対応するため、GaNベースのスイッチング製品は次世代のパワー半導体における鍵となる技術として急速に普及しています。SiCやシリコンベースの半導体スイッチング製品と比較して、より高い効率、より高いスイッチング周波数、より小さなサイズを実現しています。

ルネサス（Renesas）はGaN市場で独自の優位性を持ち、高出力から低出力までをカバーする包括的なGaN FETソリューションを提供しています。これは、多くの競合他社が高出力分野での成功に限定されているのとは対照的です。豊富な製品ポートフォリオにより、ルネサスはより広範なアプリケーション要件と顧客層に対応可能です。現在までに、ルネサスは高出力と低出力アプリケーション向けに2,000万個を超えるGaNデバイスを出荷し、累計現場稼働時間は300億時間を超えています。

供給情報

TP65H030G4PRS、TP65H030G4PWS、TP65H030G4PQS、および4.2kWトーテムポールPFC GaN評価プラットフォーム（RTDTTP4200W066A-KIT）が現在販売中です。

ルネサスのパワーを体感

イノベーション、品質、信頼性をコアに、ルネサスはパワーエレクトロニクス業界をリードし、年間40億個を超えるコンポーネントを出荷しています。製品ポートフォリオには、電源管理IC、ディスクリートおよびワイドギャップGaN製品、計算用パワーデバイスなどが含まれます。これらの製品は、自動車、IoT、インフラ、産業アプリケーションなど、主要な市場をすべてカバーしています。ルネサスのパワー製品ポートフォリオは、同社の先進的なMCU、MPU、SoC、アナログソリューションとシームレスに統合されています。数百種類のエンジニアリング検証済み「成功製品組み合わせ（Winning Combinations）」やPowerCompass™、PowerNavigator™などの革新的な設計ツールを活用することで、顧客の設計プロセスを大幅に簡素化し、加速しています。