GaN 器件具有“三低一高”的特点，即低导通电阻、低栅电荷量、低输出电荷、高开关频率。这些特点让氮化镓在众多领域，如快充，适配器应用等方面得到极大关注。氮化镓电源产品已经在小型化，高效率等方面体现了其特有的优势。当前市场上合封半桥多数采用增强型氮化镓及采用传统框架铜线键合封装，缺乏级联型D-mode氮化镓合封器件。
级联型D-Mode GaN保留了氮化镓最优性能及最高硅MOSFET栅极可靠性，驱动简便，与硅功率MOS管驱动器兼容。半桥功率模块用途极为广泛。在高功率密度电源领域，常用的拓扑结构有 ACF、AHB、LLC 这三种，这些拓扑结构均使用功率半桥模块。此外，电机三相全桥驱动模块由 3 路半桥构成。
基于目前市场对半桥模块的广泛应用场景以及小型化需求。风华芯电开发了基于扇出面板级封装的D-mode氮化镓半桥模块，器件尺寸：6×7×0.45mm，该模块与分立封装相比，器件尺寸缩减超67％，电路板布板面积降低30%，为高密度电源设计赋能。
扇出封装能够在更狭小的空间内实现更复杂电气互连，还具有良好的散热特点，更短的互连线路，较小的寄生电感、电阻，充分发挥氮化镓的高频特性，而且由于无需铜基板，大规模生产的封装成本有望实现降低。
采用扇出面板级封装工艺对两颗GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT）和两颗硅（Si MOS）芯片进行连接。借助扇出工艺再分布层（RDL）的镀铜工艺实现连接，形成半桥拓扑结构。
采用 LLC 拓扑，基于扇出 GaN 半桥器件设计了 100W 开关电源。电源尺寸60×50×27mm，使用扇出GaN半桥模块对比使用2颗DFN8×8封装器件，布板尺寸缩减67％，峰值效率达到95%。电源在环温25℃条件下，在密封空间内老化1h后用红外热成像仪测试氮化镓半桥模块温度，显示器件位置最高温度为78.9℃，整个电源最高温度86.4℃。
D-Mode 氮化镓半桥特点：
1.集成650V/150mΩ D-Mode氮化镓HEMT
2.相较于引线键合，其封装寄生电感和电阻更小
3.驱动简单，常用的栅极驱动器驱动
4.采用小DFN 7×6封装，节省PCB面积
风华芯电提供氮化镓器件封装及电源应用方案，咨询请联络邮箱：
huangchang@nationstar.com （黄生）
此项工作已被 2024 中国电力电子与能量转换大会暨中国电源学会第二十七届学术年会及展览会（CPEEC & CPSSC 2024）接收并将发表，会议将于 2024 年 11 月 9 日在西安曲江国际会议中心（西安市雁塔区汇新路 15 号）举行交流活动。更多技术细节，欢迎到会议现场进行交流。
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广东风华芯电科技股份有限公司成立于2000年,是一家专业从事半导体分立器件、集成电路的研发、生产、封装、测试、销售的国家级高新技术企业。公司实行ISO9001、ISO14001、IATF16949、ISO45001管理体系，产品通过SNOY GP环保认证，符合RoHS环保认证、REACH环保要求和客户的无卤素要求。公司拥有20余条国际先进水平的半导体封装测试自动化生产线，可生产包括TO、SOT、SOD、SOP、TSSOP 、QFN 、DFN等在内的20多个封装系列、1000多个品种。拥有“广东省先进微电子封装测试工程技术研究开发中心”，掌握多项关键工艺及自主的核心知识产权，积极开发功率器件，第三代半导体封装，集成功率封装等新封装新技术，并参与国家标准起草等技术工作。
