A Basis for Extremely Small GaN Power Transistors
November 2016
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This article originally appeared in electroniknet.de in German. Below is a rough translation into English followed by the original German text.

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The new generation of power transistors, developed by GaN Systems, here the GS66508B model, is even more compact than AT&S’s ECP technology.

AT&S’s Embedded Component Technology (ECP) creates the prerequisites for the realization of particularly compact semiconductor modules. ECP also provides an integrated EMI shielding.

As the product description Embedded Component Technology (ECP) already makes clear, it is about the embedding of circuit components. In an electrical module, electronic components are stacked one above the other. In addition, the performance is enhanced by placing passive components as close as possible to the active semiconductors.

The AT&S ECP technology includes efficient power modules, integrated wireless modules, media codecs and applications that require high signal integrity, such as sensors or amplifiers.

Benefiting from the application of ECP technology, among other things, The company GaN Systems, which produces high-performance gallium-nitride (GaN) power semiconductors. In close co-operation with AT&S, the semiconductor manufacturer was able to launch a new power transistor generation, in which not only the dimensions, but also the costs compared to the predecessor series were reduced.

The new GaN power transistors are housed in an innovative GaNPX package. The latter is an embedded housing technology very close to the chipscale level, which offers a high current density, a small cross-section, optimized thermal behavior as well as a very low inductance without wirebond connections.

The product portfolio offered by GaN Systems includes 100 V and 650 V devices with top-side and bottom-side cooling. The GaN power transistors can handle currents up to 90 A – with throughput resistors RDS (on) down to a minimum of 7 mΩ.

The key advantages of ECP versus conventional IC packages and conventional circuit board assembly include significant miniaturization thanks to higher integration, improved reliability, and excellent thermal performance.


German Text

Basis für extrem kleine GaN-Leistungstransistoren

Die neue, von GaN Systems realisierte Leistungstransistor-Generation, hier das Modell GS66508B, fällt mit der ECP-Technologie von AT&S noch kompakter aus als die Vergängerserie.

Die Embedded Component Technology (ECP) von AT&S schafft die Voraussetzungen, um besonders kompakte Halbleitermodule realisieren zu können. Des Weiteren ermöglicht ECP eine integrierte EMI-Schirmung.

Wie die Produktbezeichnung Embedded Component Technology (ECP) schon deutlich macht, geht es um die Einbettung von Schaltungskomponenten. In einem elektrischen Modul werden also elektronische Bauelemente übereinander gestapelt. Zusätzlich wird die Leistungsfähigkeit dadurch gesteigert, dass man passive Bauteile möglichst nah bei den aktiven Halbleitern platziert.

Zu den Produkten, die ganz wesentlich von der ECP-Technologie aus dem Hause AT&S profitieren, gehören effiziente Leistungsmodule, integrierte Wireless-Module, Media Codecs und Applikationen, die eine hohe Signalintegrität erfordern – so zum Beispiel Sensoren oder Verstärker.

Von der Anwendung der ECP-Technologie profitiert u.a. die Firma GaN Systems, die leistungsfähige Gallium-Nitrid(GaN)-Leistungshalbleiter herstellt. In enger Zusammenarbeit mit AT&S konnte der Halbleiterhersteller eine neue Leistungstransistorgeneration auf den Markt bringen, bei der nicht nur die Abmessungen, sondern auch die Kosten im Vergleich zur Vorgängerserie reduziert werden konnten.

Die neuen GaN-Leistungstransistoren sind in einem innovativen GaNPX-Package untergebracht. Letzteres stellt eine Embedded-Gehäusetechnologie sehr nahe am Chipscale Level dar, die eine hohe Stromdichte, einen geringen Querschnitt, ein optimiertes thermisches Verhalten sowie eine sehr geringe Induktivität ohne Wirebond-Verbindungen bietet.

Das von GaN Systems angebotene Produkt-Portfolio beinhaltet 100-V- und 650-V-Bausteine mit Top-Side- und Bottom-Side-Kühlung. Die GaN-Leistungstransistoren können Ströme bis zu 90 A handhaben – bei Durchgangswiderständen RDS(on) bis auf ein Minimum von 7 mΩ.

Zu den wesentlichen Vorteilen von ECP gegenüber herkömmlichen IC-Gehäusen und der konventionellen Leiterplatten-Bestückung gehören die signifikante Miniaturisierung dank der höheren Integration sowie die verbesserte Zuverlässigkeit und das ausgezeichnete thermische Verhalten.

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