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近年来，氮化镓（GaN）已成为无线通信和功率转换应用中硅材料的有力候补。GaN器件的优点包括其紧凑的尺寸、更高的功率密度和效率，以及更好的热管理。这使得它们被广泛应用于5G无线基站和移动设备的超小型快速充电器中。许多人预测，它们将很快为数据中心、自动驾驶、电动汽车、无人机和机器人等系统提供动力。
然而，为了充分发挥GaN在功率转换应用中的潜力，需要一个多功能且耐用的技术平台，并且集成了功率开关和外围功能块。
互补逻辑集成电路，也称为CMOS IC，是性能最高的逻辑电路之一，为实现这些目标提供了一条有希望的途径。Kevin J. Chen教授在香港科技大学的团队开发了一系列高性能、基于GaN的CMOS逻辑电路，它们都显示出了所需的“CMOS类”特性。在他们发表在KeAi期刊《FundamentalResearch》的论文中，他们描述了这些电路如何将转换电源系统中逻辑控制单元的功耗降低20%-30%。
Chen教授解释称：“我们分析了GaNCMOS技术的理论速度限制和能量效率，基于GaN的材料特性和8英寸线现成的制造技术。我们发现，通过在商业平台上对GaN CMOS电路进行工艺优化和器件尺寸缩小，单级逻辑门的延迟，即使进行相对悲观的预测，也可以小于1纳秒。”
他补充道：“尽管这仍然比最先进的高速CMOS电路慢，但它完全满足基于GaN的功率转换系统的要求，其工作频率通常不超过10 MHz。”
Chen教授总结道：“使用基于GaN的CMOS电路实现外围电路，如控制器、驱动器和其他传感器，逻辑块的功耗可以大幅降低3个数量级以上。因此，电力系统中逻辑控制单元的总功耗可以降低20%-30%。尺寸的减小和p-FET的门堆叠有望进一步提高性能，加快GaN CMOS逻辑电路技术的商业化步伐。”
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