ONSEMI
Vertikalna GaN-arhitektura podjetja onsemi, zasnovana na inovativni tehnologiji »GaN-on-GaN«, postavlja nove standarde na področju gostote moči, učinkovitosti in vzdržljivosti.
Ker svetovno povpraševanje po energiji strmo narašča zaradi podatkovnih centrov za umetno inteligenco, električnih vozil in drugih energetsko intenzivnih aplikacij, je podjetje onsemi predstavilo vertikalne močnostne polprevodnike iz galijevega nitrida (vGaN), s čimer je postavilo nov standard glede gostote moči, učinkovitosti in vzdržljivosti za te aplikacije. Ti revolucionarni močnostni polprevodniki GaN-on-GaN naslednje generacije prevajajo tok navpično skozi sestavljeni polprevodnik, kar omogoča višje delovne napetosti in višje stikalne frekvence, kar vodi do prihrankov energije in omogoča manjše in lažje sisteme v podatkovnih centrih za umetno inteligenco, v električnih vozilih (EV), obnovljivih virih energije ter v letalstvu, obrambi in varnosti.
Ključne prednosti
Lastna GaN-on-GaN tehnologija omogoča navpično prevajanje toka pri višjih napetostih, kar zagotavlja hitrejše preklapljanje in kompaktnejše konstrukcije.
Ta revolucionarna rešitev zmanjšuje izgube energije in toplote, pri čemer izgube zmanjša za skoraj 50 %.
Razvila jo je raziskovalno-razvojna ekipa podjetja onsemi v Syracuseu v New Yorku; več kot 130 patentov zajema temeljne procese, arhitekturo naprav, proizvodnjo in sistemske inovacije.
Podjetje onsemi ponuja vzorce naprav z napetostjo 700 V in 1200 V za stranke z zgodnjim dostopom.
»Vertikalni GaN pomeni prelomnico za industrijo in utrjuje vodilni položaj podjetja onsemi na področju energetske učinkovitosti in inovacij. Ker elektrifikacija in umetna inteligenca spreminjata industrijo, je učinkovitost postala novo merilo, ki določa stopnjo napredka. Vključitev vertikalnega GaN v našo ponudbo močnostnih rešitev našim strankam ponuja vrhunski nabor orodij za doseganje neprimerljive zmogljivosti. S tem prebojem podjetje onsemi oblikuje prihodnost, v kateri sta energetska učinkovitost in gostota moči ključna dejavnika konkurenčnosti.« je dejal Dinesh Ramanathan, višji podpredsednik za korporativno strategijo, podjetja onsemi.
Svet vstopa v novo obdobje, v katerem je energija ključni dejavnik, ki omejuje tehnološki napredek. Od električnih vozil in obnovljivih virov energije do podatkovnih centrov z umetno inteligenco, ki danes porabijo več energije kot nekatera mesta, povpraševanje po električni energiji narašča hitreje, kot jo lahko učinkovito proizvajamo in dobavljamo. Zdaj je pomemben vsak prihranjen vat.
Tehnologija vGaN podjetja onsemi je zasnovana za delovanje pri visokih napetostih v monolitnem čipu – 1.200 voltov in več – ter za preklapljanje visokih tokov pri visokih frekvencah z izjemno učinkovitostjo. Vrhunski napajalni sistemi, zgrajeni s to tehnologijo, lahko zmanjšajo izgube za skoraj 50 %, delovanje pri višjih frekvencah pa omogoča tudi zmanjšanje velikosti, vključno s pasivnimi elementi, kot so kondenzatorji in tuljave. Poleg tega so vGaN naprave v primerjavi s komercialno dostopnim lateralnim GaN približno trikrat manjše. Zaradi tega je vGaN podjetja onsemi idealen za kritične visokozmogljive aplikacije, kjer so gostota moči, toplotna zmogljivost in zanesljivost najpomembnejše, vključno s:
Podatkovni centri za umetno inteligenco: Manjše število komponent in večja gostota moči pri 800-voltnih DC-DC pretvornikih za računalniške sisteme umetne inteligence, kar znatno zniža stroške na stojalo.
Električna vozila: Manjši, lažji in učinkovitejši inverterji za večji doseg električnih vozil.
Polnilna infrastruktura: Hitrejši, manjši in bolj robustni polnilniki.
Obnovljiva energija: Obdelava višjih napetosti in manjše izgube energije pri sončnih in vetrnih inverterjih.
Sistemi za shranjevanje energije (ESS): Hitra, učinkovita, dvosmerna moč z visoko gostoto za pretvornike baterij in mikromreže.
Industrijska avtomatizacija: Manjši, hladnejši, učinkovitejši pogoni motorjev in robotika.
Letalstvo, obramba in varnost: Višja zmogljivost, večja robustnost in kompaktnejše zasnove.
Kako deluje?
Večina komercialno dostopnih GaN naprav je izdelanih na podlagi, ki ni iz GaN – predvsem na siliciju ali safirju. Za naprave z zelo visoko napetostjo tehnologija vGaN podjetja onsemi uporablja tehnologijo GaN-na-GaN, ki omogoča, da tok teče navpično skozi čip in ne po njegovi površini. Ta zasnova zagotavlja višjo gostoto moči, večjo toplotno stabilnost in zanesljivo delovanje v ekstremnih pogojih. S temi prednostmi vGaN prekaša naprave GaN-na-siliciju in GaN-na-safirju ter zagotavlja višjo napetostno zmogljivost, višjo frekvenco preklapljanja, vrhunsko zanesljivost in večjo robustnost. To omogoča razvoj manjših, lažjih in učinkovitejših napajalnih sistemov z manjšimi zahtevami po hlajenju in nižjimi skupnimi stroški sistema. Ključne prednosti vključujejo:
Večja gostota moči: Vertikalni GaN omogoča delovanje z višjimi napetostmi in večjimi tokovi na manjšem prostoru.
Večja učinkovitost: Zmanjša energijske izgube med pretvorbo energije, s čimer se zmanjša toplota in stroški hlajenja.
Kompaktni sistemi: Višja frekvenca preklapljanja zmanjša velikost pasivnih komponent, kot so kondenzatorji in tuljave.
Trenutno poteka testiranje za uporabnike z zgodnjim dostopom.
Več informacij je na voljo na spodnjih spletnih povezavah:
https://www.onsemi.com/download/tutorial/pdf/tnd6495-d.pdf
https://www.onsemi.com/download/reference-manuals/pdf/brd8213-d.pdf
https://www.onsemi.com/solutions/technology/vertical-gan
