Renesas повышает планку мощности с новым поколением GaN-решений на 650 В

Эти компоненты разработаны для повышения эффективности и плотности мощности в критически важных приложениях, таких как ЦОД, серверное оборудование, зарядные устройства для электромобилей и современная силовая инфраструктура. Вместе с экспертами «ЗУМ-СМД» рассмотрим эту тему подробнее.

Что за материал GaN и где им можно заменить кремний

GaN или нитрид галлия — это особый вид полупроводникового материала. Он относится к так называемым «широкозонным» полупроводникам и имеет ряд существенных преимуществ перед привычным нам кремнием:

1. увеличенная диэлектрическая прочность при уменьшенной площади кристалла — это свойство выдерживать более высокое напряжение (до 650В) при компактных его габаритах;
2. низкое сопротивление силового канала приводит к меньшим потерям мощности;
3. высокое быстродействие — прибор характеризуется мгновенным переключением при экономном расходе энергии;
4. компактность — обеспечивает возможность более плотного размещения компонентов, что позволяет экономить пространство без риска перегрева.

Эти преимущества делают полупроводники GaN превосходным материалом для силовых преобразователей будущего. Это особенно важно в контексте увеличения плотности мощности и развития экологически чистой электроники. При разработке этого материала особое внимание уделялось энергоэффективности и надежности. Это имеет большое значение для таких требовательных сред:

1. дата-центры;
2. телекоммуникационное оборудование;
3. серверные стойки;
4. зарядные станции постоянного тока и др

Применение полупроводников SuperGaN FET

Ожидается, что к 2030 году потребление электроэнергии центрами обработки данных удвоится, согласно отраслевым прогнозам. Это ставит перед индустрией задачу не только увеличения вычислительной плотности, но и кардинального повышения энергоэффективности ключевых силовых компонентов, таких как блоки питания и преобразователи.

Транзисторы SuperGaN FET открывают возможности для создания энергоэффективных блоков питания с КПД свыше 96–97%. На их основе разработаны компактные преобразователи с особо низким электропотреблением и тепловыделением. Также стали возможны реализации интегрированных решений, требующих минимального количества внешних компонентов.

Высокая частота переключения, характерная для транзисторов GaN, открывает возможности для создания миниатюрных и легких зарядных устройств. Это делает их прекрасным выбором для интеграции в транспортные средства и потребительскую электронику, где размер и вес имеют решающее значение.

Для укрепления своих позиций в сегменте широкозонных полупроводников, компания Renesas активно инвестирует в развитие компетенций. Стратегическое приобретение Transphorm, новатора в GaN-технологиях, в 2022 году стало ключевым шагом, позволившим ускорить создание собственных инновационных решений. Линейка продуктов SuperGaN непрерывно развивается, и последнее поколение, Gen IV Plus, представляет собой вершину технологического прогресса в этой области.