Transphorm发布最近公布的器件出货量背后的质量和可靠性数据

包括早期失效率和现场故障率，提供了业界首份完整的650 V GaN验证集

首批符合JEDEC和AEC-Q101标准的最高可靠性650 V氮化镓(GaN)半导体的设计和制造领导者Transphorm Inc.，公布了其氮化镓功率场效应管(FET)在600 V和更高电压下的业界第一份完整的验证数据集。这些数据是该公司2018年12月公告的延伸，该公告显示Transphorm的GaN FET出货量迄今已超过25万个。以下是公开的Transphorm客户声明背后的细节，其中可靠性是客户选择GaN器件的主要因素。

Transphorm全球技术营销副总裁Philip Zuk解释道：“在电源转换市场中，质量、可靠性和性能是衡量晶体管的三项主要指标。我们始终坚定地认为，以质量和可靠性为优先考虑可以实现高压GaN的成功。我们很自豪地看到这种战略取得了积极的成果，并认为有必要发布验证数据，以便潜在和现有客户能够了解GaN的真实能力。”

该公司提供了两种新的数据——早期失效率(ELF)和现场故障率——以完善验证数据集，这标志着高压GaN技术的又一个重要里程碑。他们进一步地认为，Transphorm的GaN可靠性与其他的硅和碳化硅(SiC)解决方案相比具有竞争力并且有望超越——这是考虑到Transphorm的电源转换技术尚处于第一个成熟阶段，而硅晶体管早已成熟且SiC的发展已有十年的历史。

高压GaN可靠性：全景图

Transphorm的完整数据集涉及产品可靠性的五个方面：

1. 产品认证：符合JEDEC和AEC-Q101标准。
2. 超出标准要求的测试：包括在更高温度和电压下的开关、单粒子烧毁(SEB)、HTOL和HTGB测试。
3. 本征寿命：衡量设备的“老化”寿命；也定义了故障模式和加速因子。
4. 非本征寿命或ELF：预测现场故障率，单位为一年的菲特(FIT)或百万分率(ppm)；用于保修计算。
5. 现场故障率：衡量器件在客户应用中的实际现场性能。

Transphorm质量和可靠性副总裁Ron Barr表示：“仅仅本征数据是不够的。本征测试为我们提供加速因子，我们将它与早期失效测试结合使用，以确定产品的早期失效率。这让客户可以轻松地对GaN器件做出准确的评估。将本征数据与非本征数据和现场失效率相结合，就为GaN FET的性能提供了完整的基线。”

非本征早期失效率

本征失效率为产品的可靠性提供了不切实际的乐观数据。ELF即早期失效率提供了以FIT和ppm为单位的最真实的图景。早期失效率是对可能导致器件失效的材料、设计和工艺控制中的潜在缺陷进行评估。值得注意的是，ELF是大多数客户保修索赔的原因，并且通常比老化故障发生得更早，比率也更高。因此，客户应使用ELF数据来确定保修风险和成本。

Transphorm的ELF：

· FIT：0.45
· ppm：4

现场故障率

现场故障率衡量的是客户系统在生产中发生的与所售部件总数相关的器件数量。根据Transphorm已售出的逾25万个FET及其13亿小时以上的累计工作时间，得出的现场故障率如下：

· FIT：3.1
· ppm：27.4（保守估计）

Transphorm的现场失效率与SiC齐平，据报道其数值低于5 FIT。此外，无论何种应用，Transphorm的ppm率随着时间的推移而持续下降，这表明其可靠性优于目前报告的水平。

请阅读高压GaN开关可靠性，以了解Transphorm的ELF和现场故障测试的详细信息。

本征寿命

本征寿命本质上是设备的理论寿命，它假设材料老化是影响部件寿命的唯一因素。其数据使用“失效物理学”方法获得，通过提高电压和温度以测量故障时间，并构建用于预测最终寿命的相关模型。

Transphorm的GaN本征老化数据：

· 平均无故障时间[MTBF]¹：1e¹¹小时[1100+万年]
· 寿命²[100 ppm]：1亿小时[11,415年]

备注：

¹MTBF是指63.2%的器件失效的时间
²寿命是指器件的使用达到100 ppm/年的老化阶段