Basata sulla nuova tecnologia GaN-on-GaN, l’architettura GaN verticale di onsemi stabilisce un nuovo punto di riferimento per densità di potenza, efficienza e robustezza.
Per rispondere alla crescente domanda globale di energia da parte di data center AI, veicoli elettrici e altre applicazioni ad alto consumo energetico, onsemi ha introdotto semiconduttori di potenza verticali in nitruro di gallio (vGaN), stabilendo un nuovo punto di riferimento in termini di densità di potenza, efficienza e robustezza per queste applicazioni.
I semiconduttori di potenza GaN-on-GaN di nuova generazione conducono la corrente verticalmente attraverso il semiconduttore composto, consentendo tensioni operative più elevate e frequenze di commutazione più rapide, con conseguente risparmio energetico per sistemi più piccoli e leggeri nei data center AI, veicoli elettrici (EV), energie rinnovabili e nei settori aerospaziale, difesa e sicurezza.
L’architettura vGaN di onsemi è una tecnologia rivoluzionaria per semiconduttori di potenza che stabilisce un nuovo standard di riferimento in termini di efficienza, densità di potenza e robustezza per l’era dell’intelligenza artificiale e dell’elettrificazione. Sviluppata e prodotta presso lo stabilimento onsemi di Syracuse, New York, sfrutta oltre 130 brevetti che coprono una gamma di innovazioni fondamentali in termini di processo, progettazione di dispositivi, produzione e sistemi per la tecnologia verticale GaN.
I commenti
“L’architettura GaN verticale rappresenta una svolta per il settore e consolida la leadership di onsemi nell’efficienza energetica e nell’innovazione. Mentre l’elettrificazione e l’intelligenza artificiale stanno rimodellando i settori industriali, l’efficienza è diventata il nuovo parametro di riferimento che definisce la misura del progresso. L’aggiunta del GaN verticale al nostro portafoglio energetico offre ai nostri clienti il toolkit definitivo per offrire prestazioni ineguagliabili. Con questa innovazione, onsemi sta definendo il futuro in cui l’efficienza energetica e la densità di potenza sono la moneta di scambio della competitività“, ha dichiarato Dinesh Ramanathan, Vicepresidente Senior della Strategia Aziendale di onsemi.
Ogni watt risparmiato conta
Il mondo sta entrando in una nuova era in cui l’energia rappresenta il limite decisivo al progresso tecnologico. Dai veicoli elettrici e dalle energie rinnovabili ai data center basati sull’intelligenza artificiale che ora consumano più energia di alcune città, la domanda di elettricità sta aumentando più rapidamente della nostra capacità di generarla e distribuirla in modo efficiente. Ogni watt risparmiato ora conta.
La tecnologia vGaN di onsemi è progettata per gestire tensioni elevate in un die monolitico – 1.200 volt e oltre – commutando correnti elevate ad alta frequenza con un’efficienza superiore. I sistemi di alimentazione di fascia alta realizzati con questa tecnologia possono ridurre le perdite di quasi il 50% e, operando a frequenze più elevate, possono anche ridurre le dimensioni, inclusi componenti passivi come condensatori e induttori, in modo analogo. Inoltre, rispetto al GaN laterale disponibile in commercio, i semiconduttori vGaN sono circa tre volte più piccoli. Questo rende il vGaN di onsemi ideale per applicazioni critiche ad alta potenza in cui densità di potenza, prestazioni termiche e affidabilità sono fondamentali in molte applicazioni:
- Data center AI: riduzione del numero di componenti, aumento della densità di potenza per i convertitori DC/DC da 800 V per i sistemi di elaborazione AI per migliorare notevolmente il costo per rack;
- Veicoli elettrici: inverter più piccoli, leggeri ed efficienti, per una maggiore autonomia dei veicoli elettrici;
- Infrastruttura di ricarica: caricabatterie più veloci, più piccoli e più robusti;
- Energia rinnovabile: gestione della tensione più elevata, perdite di energia ridotte per inverter solari ed eolici;
- Sistemi di accumulo di energia (ESS): energia bidirezionale veloce, efficiente e ad alta densità per convertitori di batterie e microreti;
- Automazione industriale: motori e robotica più piccoli e più efficienti;
- Aerospaziale, difesa e sicurezza: prestazioni più elevate, maggiore robustezza e design più compatti.
Il nuovo Design
La maggior parte dei dispositivi GaN disponibili in commercio è costruita su un substrato non GaN, principalmente silicio o zaffiro. Per i dispositivi ad altissima tensione, il vGaN di onsemi utilizza una tecnologia GaN-on-GaN che consente alla corrente di fluire verticalmente attraverso il chip anziché sulla sua superficie. Questo design offre una maggiore densità di potenza, una maggiore stabilità termica e prestazioni robuste in condizioni estreme. Grazie a questi vantaggi, il vGaN supera sia i dispositivi GaN-on-silicio che quelli GaN-on-zaffiro, offrendo una maggiore capacità di tensione, una maggiore frequenza di commutazione, un’affidabilità superiore e una maggiore robustezza. Ciò consente lo sviluppo di sistemi di alimentazione più piccoli, leggeri ed efficienti, con requisiti di raffreddamento ridotti e costi complessivi di sistema inferiori. I principali vantaggi includono:
- Maggiore densità di potenza: il GaN verticale può gestire tensioni più elevate e correnti più grandi in ingombri più piccoli;
- Maggiore efficienza: riduce le perdite di energia durante la conversione di potenza, riducendo il calore e abbassando i costi di raffreddamento;
- Sistemi compatti: una frequenza di commutazione più elevata riduce le dimensioni dei componenti passivi come condensatori e induttori.
Attualmente i nuovi dispositivi sono in fase di campionatura per i clienti ad accesso anticipato.
Informazioni aggiuntive:
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