宽带间隙设备提高了电动汽车和机器人的移动性和自主性
近年来，随着氮化镓成本的下降，（GaN）和碳化硅（SiC）在这些应用中，设备等宽带间隙半导体已成为越来越流行的硅开关替代品。碳化硅技术被广泛认为是硅的可靠替代品，通常被使用TO-247和TO-现有项目中的220封装可直接更换MOSFET和IGBT。
汽车和工业电子产品需要高性能的解决方案，在提供能源效率和可靠性的同时降低设备尺寸。近年来，随着氮化镓成本的下降，（GaN）和碳化硅（SiC）在这些应用中，设备等宽带间隙半导体已成为越来越流行的硅开关替代品。
GaN逆变器、电压转换器和快速充电设备是开关最流行的应用。GaNFET需要高开关频率（甚至兆赫级）的电路。GaN相同的导通时间比RDS（ON）的MOSFET快四倍。就像任何其他功率器件一样，GaN晶体管需要正确配置和配对的栅极驱动器，以确保设备完整、快速、无意外地打开和关闭。
同时，与硅相比，碳化硅MOSFET该技术大大降低了开关的损耗，从而提供了更好的导热性。碳化硅技术被广泛认为是硅的可靠替代品，通常被使用TO-247和TO-现有项目中的220封装可直接更换MOSFET和IGBT。碳化硅MOSFET在高工作温度和频率下的稳定工作吸引了研究人员对其在高功率密度功率转换器中的应用感兴趣。
无线充电可以在没有任何物理接触的情况下，在短距离内再次为电池供电。通过使用高频电感和谐振等物理现象，能量可以在发射线圈和接收器之间传输到一定距离。在汽车应用中，道路可以嵌入设备中，使设计兼容的电动汽车在道路上行驶“充满”电池，而不是插入电源插座充电。
无线电动汽车（EV）使用电感器（通常放置在沥青下方）和车辆接收器进行充电。充电由磁性板自动进行，无论车辆是静止的还是驾驶的，磁性板都会连续给电池充电。由磁场强度变化引起的共振将能量从一个点转移到另一个点。由于充电器使用几十千瓦的锂离子电池，因此为车辆充电只需几分钟。
GaNSystems和WiBotic共同提供高功率无线充电解决方案，这些解决方案在移动时代被称为真正的自主权。GaNSystems晶体管产品的广泛组合使得数据中心服务器、可再生能源系统、汽车发动机、工业和消费电子产品设计更小、更便宜、更高效。WiBotic为机器人、航空电子设备、移动设备和船舶设备提供无线充电和电源优化解决方案。其解决方案可以帮助公司优化机器人车队的正常运行时间，是各行业完全独立机器人运行不可或缺的一部分。
WiBotic解决方案可以是工业4.工厂环境中使用的AS358MTR-E1自主机器人提供高功率无线充电。
向工业4的电力电子.在0的过渡过程中起着重要的作用，重点升级和更新分布在当前工业空间的数亿台电机、电动驱动器和机器人。工业用电量占全球用电量的40%以上。GaN设备允许更小、更高效的电机和更小的精密机器人。在发动机和无线充电方面，机器人技术将受益匪浅。
目前的行业努力旨在提高移动工业机器人的能力，使其摆脱当前方法所强加的限制。为了使这些机器人高效、灵活、不间断地运行，无线充电站必须实现真正的自主权，而不需要手动操作员与机器人建立物理连接。功率半导体允许独立的无线充电，以非常高的开关频率运行，以实现在一个小空间内的高功率，这是充电系统的必要特征，无需人工干预。
WiBotic采用无线电源系统GaNSystems实现高效组件的技术。这些系统允许：
(1)、快速充电几百瓦及以上；
(2)、机器人可以自主装载，改变位置，不浪费钩操作；
(3)、机器人正常运行的时间越长，这意味着完成同样工作量的机器人就越少；
(4)、没有电缆或移动部件，所以系统可以提供的充电循环次数没有限制。
氮化镓功率半导体
GaNSystems的旗舰产品GS-065-150是一款650-VGaN功率晶体管，该公司称之为市场上最强大、最强大的晶体管。据说是典型的IGBT相比之下，该装置可以将开关损耗降低99%。
基于GANSystems功率晶体管标准充电系统包括50个W无线功率放大器和小型高效控制板。它涵盖了工业、太阳能、消费和运输应用，包括创新AC/DC和DC/DC电源、储能系统、笔记本交流充电器、无人机、机器人、踏板车、55和5G设备的大功率无线充电系统。最新的汽车创新包括车载EV牵引逆变器和480W四通道LiDAR激光驱动器。
碳化硅MOSFET特性
与硅相比，碳化硅在导热性、开关速度和体积较小方面具有优势。碳化硅超晶体管具有低开关损耗、高效率、耐高温性和承受大电流短路的能力。由于降低了冷却要求，它们的低导电电阻（RDS（on））而跨工作温度的出色开关性能简化了电力电子系统的热设计，并具有较高的系统效率。SiC低开关损耗导致设计更加紧凑，并支持较小的无源元件。
“理想的”开关可以在导通状态下承载高电流而不产生压降，可以防止高电压而不损失，并且可以在状态之间转换而不产生损失。对于硅来说，这些特性很难同时实现，特别是在高压和电流的情况下。然而，碳化硅MOSFET结合高击穿电压、低导电电阻、高开关速度等三个理想开关特性。
目前，碳化硅器件的工作温度为150°C到175°C两者之间，热限制主要由封装强加。一些使用特殊技术的人SiC功率模块可以是250°C向下运行。另外，碳化硅的导热系数是硅的三倍。这些特性有助于降低冷却要求，实现更小、更轻、更便宜的热系统。
生产和道路上电动汽车数量的增加也增加了IGBT需要驱动电气系统。IGBT逆变器和开关通常用于这些应用。尤其在电动汽车中，压缩机和加热器的能耗会影响行驶里程；因此，需要更高的效率。
汽车市场的另一个趋势是增加电池容量以增加里程。ROHMSemiconductor为市场提供广泛的产品系列，包括超低功耗微控制器和标准IC，碳化硅二极管，MOSFET和模块。用于汽车应用的1,200VIGBT非常适合电子系统的逆变器和正温度系数（PTC）加热器的开关电路。
节能需求持续增长，导致400-VAC基于工业应用SiC功率半导体。ROHM将碳化硅MOSFET与传统的基于硅的设计相比，工业设备的控制电路集成在一个单包中，减少了零件的数量，最大限度地降低了部件故障的风险。与硅相比，该产品的能效提高了5%，能量损失降低了28%。这些特性转化为工业应用中产品尺寸的缩小，可靠性更高，节能效果更高。
碳化硅MOSFET优化的性能可以最大限度地节约能源。应用包括通用逆变器、交流伺服系统、可编程逻辑控制器（PLC），生产设备、机器人和工业照明。ROHM不仅开发功率半导体，还开发功率半导体IC，为工业设备的更大节能和更高性能提供优化的解决方案。
