ルネサスが低耐圧GaNデバイス市場に参入、業界トップクラスの性能指数を実現:組み込み開発ニュース
ルネサス エレクトロニクスは、同社初となる100V耐圧のEモードGaNパワートランジスタ製品群を発売した。AIデータセンターやヒューマノイドロボットなど向けに、超高速スイッチングと優れた放熱性能を実現する。
ルネサス エレクトロニクスは2026年10月6日、同社初となる100V耐圧のエンハンスメントモード(Eモード)GaN(窒化ガリウム)ディスクリートパワートランジスタ製品群を発売したと発表した。新製品の低耐圧GaN FETとして「RTP100E005G1FL」「RTP100E2P6G1FL」「RTP100E1P8G1FL-DSC」「RTP100E1P2G1FL-DSC」の4品目をそろえ、低電圧アプリケーション向けにGaN製品ポートフォリオを拡充した。AI(人工知能)データセンターやヒューマノイドロボット、FA、産業用モーター駆動、電動工具、太陽光マイクロインバーターなど、高効率と高電力密度が求められる用途に向けて展開する。
ハードとソフトの双方でトップクラスのFOMを実現
新製品の低耐圧GaN FETは、ハードスイッチングとソフトスイッチングの双方で業界トップクラスのFOM(性能指数)を備え、同等のGaNデバイスと比較してハードスイッチングFOMを最大35%、ソフトスイッチングFOMを最大63%低減する。低耐圧EモードGaN技術により総ゲート電荷量(Qg)と出力電荷量(Qoss)を低く抑え、電圧と電流の重なりを最小限に抑えることで低損失な超高速スイッチングを可能にした。逆回復電荷量(Qrr)がゼロなので、逆回復によるエネルギー損失を削減し、スイッチング時の電源効率を高めている。
高速スイッチングによる高周波動作は、基板面積の縮小や受動部品の小型化を通じて電力密度の向上に寄与する。放熱方式では下面冷却と両面冷却の2種類の構成を用意し、放熱性能の強化と設計の柔軟性を両立させた。アプリケーションや電力変換アーキテクチャに応じてスイッチング損失を40〜70%低減し、システムレベルで最大2倍の電力密度を実現できるとしている。
新製品は、シリコンMOSFETと互換性のある複数の標準パッケージで提供される。このため、大幅な基板変更を行うことなく、シリコンMOSFETからの移行を迅速に行える。また、5m〜1.2mΩの幅広いオン抵抗と複数のパッケージオプションにより、同期整流回路、マルチフェーズ降圧コンバーター、モーター駆動回路など、さまざまな電力レベルやアプリケーションに対応できる。
AIサーバや産業インフラで800V DC配電や48Vバスアーキテクチャへの移行が進む中、電力コンバーター段では磁気部品の小型化や電力密度の向上、システム全体の高効率化を目的に、GaNによる数MHzの高周波スイッチングの採用が進みつつある。特に、800V高電圧直流(HVDC)電力供給アーキテクチャの電力変換段では、低耐圧GaNを採用することで設計を簡素化し、受動部品の小型化やスイッチング損失、冷却要件の低減を実現できるという。
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