elektronik-news.com
03
'25
Written on Modified on
onsemi stellt vertikale GaN-Leistungs-Chips für KI und Elektrifizierung vor
Die neue vertikale GaN-on-GaN-Architektur bietet bis zu 50 % geringere Energieverluste, höhere Spannungen und schnellere Schaltvorgänge – für mehr Effizienz in E-Fahrzeugen, KI-Rechenzentren und erneuerbaren Energien.
www.onsemi.com
Angesichts des weltweit steigenden Energiebedarfs durch KI-Rechenzentren, Elektrofahrzeuge und andere energieintensive Anwendungen hat onsemi vertikale Galliumnitrid-Leistungshalbleiter (vGaN) eingeführt, die neue Maßstäbe in Bezug auf Leistungsdichte, Effizienz und Robustheit in diesen Bereichen setzen. Diese GaN-auf-GaN-Leistungshalbleiter der nächsten Generation leiten den Strom vertikal durch den Verbindungshalbleiter und ermöglichen so höhere Betriebsspannungen und schnellere Schaltfrequenzen.
Dies führt zu Energieeinsparungen und ermöglicht kleinere und leichtere Systeme für KI-Rechenzentren, Elektrofahrzeuge (EVs), erneuerbare Energien sowie Luft-/Raumfahrt-, Verteidigungs- und Sicherheitstechnik.
Wesentliche Leistungsmerkmale
- Die eigene GaN-auf-GaN-Technologie leitet Strom vertikal bei höheren Spannungen und ermöglicht so schnelleres Schalten und kompaktere Designs.
- Energieverluste und Wärme werden um fast 50% gesenkt.
- Entwickelt vom F&E-Team von onsemi in Syracuse (New York); über 130 Patente für grundlegende Prozess-, Chiparchitektur-, Fertigungs- und Systeminnovationen.
- onsemi stellt Early-Access-Kunden 700- und 1200V-Bauteile zur Verfügung.
Dinesh Ramanathan, Senior Vice President, Corporate Strategy bei onsemi. „Vertikales GaN ist ein Meilenstein für die Branche und festigt unsere Führungsposition in Sachen Energieeffizienz und Innovation. Da Elektrifizierung und KI viele Branchen verändern, ist Effizienz zum neuen Maßstab für Fortschritt geworden. Die Aufnahme von vertikalem GaN in unser Angebot an Leistungselektronik bietet Kunden das Mittel für unübertroffene Leistungsfähigkeit. Mit diesem Durchbruch definieren wir die Zukunft, in der Energieeffizienz und Leistungsdichte die Währung für Wettbewerbsfähigkeit sind."
Bedeutung
Wir treten in eine neue Ära ein, in der Energie den technologischen Fortschritt entscheidend begrenzt. Von Elektrofahrzeugen und erneuerbaren Energien bis hin zu KI-Rechenzentren, die mittlerweile mehr Strom verbrauchen als manche Städte, steigt der Strombedarf schneller als unsere Fähigkeit, ihn effizient zu erzeugen und zu liefern. Jedes eingesparte Watt zählt dabei.
vGaN wurde entwickelt, um hohe Spannungen in einem monolithischen Chip (1200 V und mehr) zu verarbeiten und hohe Ströme schnell und effizient zu schalten. Auf dieser Technologie basierende hochwertige Stromversorgungssysteme können die Verluste um fast 50% reduzieren und durch den Betrieb bei höheren Schaltfrequenzen auch die Größe, einschließlich passiver Bauelemente wie Kondensatoren und Induktivitäten, um einen ähnlichen Betrag verringern. Darüber hinaus sind vGaN-Bauelemente im Vergleich zu üblichen lateralen GaN-Bauteilen etwa dreimal kleiner. Damit eignet sich vGaN von onsemi ideal für kritische Hochleistungsanwendungen, bei denen Leistungsdichte, Wärmeverhalten und Zuverlässigkeit von entscheidender Bedeutung sind:
Bedeutung
Wir treten in eine neue Ära ein, in der Energie den technologischen Fortschritt entscheidend begrenzt. Von Elektrofahrzeugen und erneuerbaren Energien bis hin zu KI-Rechenzentren, die mittlerweile mehr Strom verbrauchen als manche Städte, steigt der Strombedarf schneller als unsere Fähigkeit, ihn effizient zu erzeugen und zu liefern. Jedes eingesparte Watt zählt dabei.
vGaN wurde entwickelt, um hohe Spannungen in einem monolithischen Chip (1200 V und mehr) zu verarbeiten und hohe Ströme schnell und effizient zu schalten. Auf dieser Technologie basierende hochwertige Stromversorgungssysteme können die Verluste um fast 50% reduzieren und durch den Betrieb bei höheren Schaltfrequenzen auch die Größe, einschließlich passiver Bauelemente wie Kondensatoren und Induktivitäten, um einen ähnlichen Betrag verringern. Darüber hinaus sind vGaN-Bauelemente im Vergleich zu üblichen lateralen GaN-Bauteilen etwa dreimal kleiner. Damit eignet sich vGaN von onsemi ideal für kritische Hochleistungsanwendungen, bei denen Leistungsdichte, Wärmeverhalten und Zuverlässigkeit von entscheidender Bedeutung sind:
- KI-Rechenzentren: Reduzierte Bauteilanzahl und höhere Leistungsdichte für 800V-DC/DC-Wandler in KI-Rechensystemen für deutlich geringere Kosten pro Rack.
- Elektrofahrzeuge: Kleinere, leichtere und effizientere Wechselrichter für eine größere Reichweite von Elektrofahrzeugen.
- Ladeinfrastruktur: Schnellere, kleinere und robustere Ladegeräte.
- Erneuerbare Energien: Höhere Spannungsfestigkeit, geringere Verluste für Solar- und Windkraft-Wechselrichter.
- Energiespeichersysteme (ESS): Schnelle, effiziente, bidirektionale Stromversorgung mit hoher Leistungsdichte für Batteriekonverter und Mikronetze.
- Automatisierungstechnik: Kleinere, kühlere, effizientere Motorantriebe und Robotik.
- Luft-/Raumfahrt-, Verteidigungs- und Sicherheitstechnik: Höhere Leistungsfähigkeit, verbesserte Robustheit und kompaktere Bauformen.
Funktion
Die meisten kommerziellen GaN-Bauelemente basieren auf einem Substrat, das nicht aus GaN besteht, sondern aus Silizium oder Saphir. Für Bauteile mit hoher Spannung nutzt onsemi mit vGaN eine GaN-auf-GaN-Technologie, die den Stromfluss vertikal durch den Chip ermöglicht, anstatt ihn über dessen Oberfläche zu leiten. Dieses Design bietet eine höhere Leistungsdichte, verbesserte thermische Stabilität und robuste Leistungsfähigkeit unter extremen Bedingungen. Mit diesen Vorteilen übertrifft vGaN sowohl GaN-auf-Silizium- als auch GaN-auf-Saphir-Bauelemente und ermöglicht höhere Spannungen, höhere Schaltfrequenzen, mehr Zuverlässigkeit und Robustheit. Dies ermöglicht die Entwicklung kleinerer, leichterer und effizienterer Stromversorgungssysteme mit geringerem Kühlbedarf und niedrigeren Gesamtsystemkosten. Zu den wichtigsten Vorteilen gehören:
Die meisten kommerziellen GaN-Bauelemente basieren auf einem Substrat, das nicht aus GaN besteht, sondern aus Silizium oder Saphir. Für Bauteile mit hoher Spannung nutzt onsemi mit vGaN eine GaN-auf-GaN-Technologie, die den Stromfluss vertikal durch den Chip ermöglicht, anstatt ihn über dessen Oberfläche zu leiten. Dieses Design bietet eine höhere Leistungsdichte, verbesserte thermische Stabilität und robuste Leistungsfähigkeit unter extremen Bedingungen. Mit diesen Vorteilen übertrifft vGaN sowohl GaN-auf-Silizium- als auch GaN-auf-Saphir-Bauelemente und ermöglicht höhere Spannungen, höhere Schaltfrequenzen, mehr Zuverlässigkeit und Robustheit. Dies ermöglicht die Entwicklung kleinerer, leichterer und effizienterer Stromversorgungssysteme mit geringerem Kühlbedarf und niedrigeren Gesamtsystemkosten. Zu den wichtigsten Vorteilen gehören:
- Höhere Leistungsdichte: Vertikales GaN unterstützt höhere Spannungen und größere Ströme auf kleinerem Raum.
- Höherer Wirkungsgrad: Reduziert Energieverluste bei der Leistungswandlung, verringert die Wärmeentwicklung und senkt die Kühlkosten.
- Kompakte Systeme: Höhere Schaltfrequenzen reduzieren die Größe passiver Bauelemente wie Kondensatoren und Induktivitäten.
Fordern Sie weitere Informationen an…
