Renesas Electronics — это ведущий мировой производитель полупроводников и силовой электроники со штаб-квартирой в Токио (Яполния). Компания представила новую линейку 650-вольтовых GaN-FET транзисторов SuperGaN Gen IV Plus. 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:
- увеличенная диэлектрическая прочность при уменьшенной площади кристалла — это свойство выдерживать более высокое напряжение (до 650В) при компактных его габаритах;
- низкое сопротивление силового канала приводит к меньшим потерям мощности;
- высокое быстродействие — прибор характеризуется мгновенным переключением при экономном расходе энергии;
- 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:
- дата-центры;
- телекоммуникационное оборудование;
- серверные стойки;
- 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.