Компания Renesas Electronics, один из мировых лидеров в области полупроводников и силовой электроники, объявила о выпуске нового семейства 650-вольтовых транзисторов на нитриде галлия (GaN-FET) под названием SuperGaN Gen IV Plus. Эти устройства ориентированы на применение в высокоплотных и энергоэффективных системах, включая центры обработки данных (ЦОД), сервера, зарядные станции для электромобилей и передовую силовую инфраструктуру.
Новое поколение SuperGaN FET разрабатывалось с учётом требований к повышенной энергоэффективности, уменьшению тепловых потерь и компактности компонентов, что делает их оптимальными для высоконагруженных приложений, где критичны размеры, тепловыделение и надёжность.
Что такое GaN и в чём его преимущества?
Нитрид галлия (GaN) относится к классу широкозонных полупроводников, которые обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционным кремнием (Si):
● Высокое напряжение пробоя при меньших размерах кристалла
● Меньшее сопротивление канала (RDS(on)), что снижает потери
● Быстродействие — минимальное время переключения и меньшее рассеяние энергии
● Компактность — компоненты можно размещать плотнее без ущерба для тепла
Эти характеристики делают GaN идеальным выбором для силовых преобразователей нового поколения, особенно в условиях постоянного роста плотности мощности и стремления к «зелёной» электронике.
SuperGaN Gen IV Plus: технические особенности
Renesas заявляет, что новая серия SuperGaN Gen IV Plus предлагает ряд улучшений по сравнению с предыдущими поколениями:
● Рабочее напряжение до 650 В
● Низкие потери при переключении, что особенно важно в высокочастотных схемах
● Улучшенная теплопроводность и сниженное тепловое сопротивление
● Совместимость с драйверами на основе стандартных кремниевых решений, что упрощает интеграцию
● Устойчивость к перегрузкам и электромагнитным помехам
Одной из ключевых целей разработки было обеспечение энергоэффективности и надёжности в условиях интенсивной эксплуатации, характерной для дата-центров, телекоммуникационного оборудования, серверных стоек и зарядных станций DC‑уровня (постоянного тока).
Применение в центрах обработки данных
Согласно прогнозам отрасли, потребление электроэнергии центрами обработки данных к 2030 году может вырасти в два раза по сравнению с текущими значениями. Это требует не только увеличения вычислительной плотности, но и радикального повышения энергоэффективности силовых компонентов, особенно в блоках питания и преобразователях.
SuperGaN FET позволяет создавать:
● Блоки питания с КПД выше 96–97%
● Компактные преобразователи с малым уровнем тепловыделения
● Интегрированные решения с минимальными внешними компонентами
Такие системы важны не только с точки зрения энергосбережения, но и для снижения затрат на охлаждение, которое сегодня составляет значительную часть операционных расходов ЦОД.
Роль в зарядной инфраструктуре
Кроме серверной электроники, 650 В GaN-транзисторы Renesas находят применение в:
● Зарядных станциях постоянного тока (DC fast chargers) для электромобилей
● Домашних и промышленных зарядных устройствах с мощностью от 3 до 22 кВт
● Бортовых зарядных устройствах (OBC) для электромобилей нового поколения
Благодаря высокой частоте переключения, GaN позволяет разрабатывать легкие и компактные зарядные устройства, что особенно важно для встроенных решений в транспорте и потребительской электронике.
Позиция Renesas на рынке GaN
Компания Renesas активно наращивает компетенции в области широкозонных полупроводников. В 2022 году она приобрела компанию Transphorm, одного из пионеров в области GaN-технологий, что позволило ускорить разработку собственных решений. Линейка SuperGaN постоянно обновляется, и Gen IV Plus — пока самое продвинутое поколение в этой серии.
Renesas предлагает не только транзисторы, но и интегрированные драйверы, контроллеры и модули, что позволяет клиентам разрабатывать конечные системы на базе единой архитектуры и платформы поддержки. Такой подход особенно ценен для производителей серверов, автомобильной электроники и телекоммуникационного оборудования.
Оценки отрасли и перспективы
Эксперты отрасли (включая аналитиков Yole Group, Omdia и Semiconductor Today) считают, что рынок GaN-устройств будет расти темпами 25–30% в год в течение ближайших 5 лет. Особенно активно — в сегменте от 600 до 1200 В, где находятся дата-центры и электромобили.
Renesas, благодаря расширению продуктовой линейки и инвестициям в цепочку поставок, имеет все шансы стать ключевым игроком в сегменте высоковольтной GaN-силовой электроники. Совмещение качества, надёжности и доступной инженерной поддержки делает её решения привлекательными как для крупных вендоров, так и для разработчиков из SME-сектора.
Выход новой линейки 650 В GaN-FET SuperGaN Gen IV Plus от Renesas подтверждает курс компании на высокотехнологичное развитие и участие в создании энергоэффективной цифровой инфраструктуры. Будь то дата-центры, электромобили или интеллектуальные энергосистемы — устройства на базе GaN становятся основой «электроники завтрашнего дня».
Для отрасли это означает новый стандарт мощности, надёжности и эффективности. А для клиентов — доступ к инструментам, которые позволяют проектировать более компактные, экономичные и устойчивые решения, соответствующие требованиям эпохи цифровой трансформации.
