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03
'25
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onsemi presenta chip GaN verticali per IA ed elettrificazione
La nuova architettura verticale GaN-on-GaN offre fino al 50% di minori perdite energetiche, tensioni più elevate e commutazioni più rapide, migliorando l’efficienza di veicoli elettrici, data center IA e energie rinnovabili.
www.onsemi.com
In risposta all'aumento della domanda di energia a livello globale da parte dei data center con IA, dei veicoli elettrici e di altre applicazioni energivore, onsemi ha introdotto dei semiconduttori di potenza verticali al 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 rivoluzionari di nuova generazione conducono la corrente verticalmente attraverso il semiconduttore composto, consentendo di utilizzare tensioni operative e frequenze di commutazione più elevate, fornendo risparmi energetici e consentendo la realizzazione di sistemi più compatti e leggeri nei data center con IA, nei veicoli elettrici (EV), nel campo dell'energia rinnovabile, dell'aerospazio, della difesa e della sicurezza.
Sintesi della notizia
- La tecnologia proprietaria GaN-on-GaN conduce la corrente verticalmente a tensioni più elevate, consentendo di ottenere una commutazione più rapida e progetti più compatti.
- La soluzione rivoluzionaria è in grado di diminuire le perdite di energia e di calore, riducendole di circa il 50%.
- È stata sviluppata dal team di ricerca e sviluppo di onsemi a Syracuse, New York; con oltre 130 brevetti che coprono innovazioni fondamentali di processo, architettura dei dispositivi, produzione e sistemi.
- onsemi distribuisce i campioni sia dei dispositivi da 700V che di quelli da 1.200V ai clienti con accesso anticipato.
"Il GaN verticale costituisce una rivoluzione per il settore e consolida la leadership di onsemi nell'efficienza energetica e nell'innovazione. Con l'elettrificazione e l'intelligenza artificiale che stanno rimodellando diversi settori, l'efficienza è diventata il nuovo punto di riferimento che definisce la misura del progresso. L'introduzione della tecnologia GaN verticale al nostro portafoglio di soluzioni di alimentazione offre ai nostri clienti un set completo di tool con prestazioni senza pari. Con questa innovazione, onsemi dà forma a un futuro in cui l'efficienza energetica e la densità di potenza sono la principale leva della competitività", Dinesh Ramanathan, Vicepresidente Senior per la Strategia Aziendale di onsemi.
Perché è importante
il mondo sta entrando in una nuova era in cui l'energia è un limite fondamentale per il progresso tecnologico. Dai veicoli elettrici e dalle energie rinnovabili ai data center AI che ora consumano più energia di alcune città, la domanda di elettricità sta aumentando più velocemente della nostra capacità di generarla e di 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 alte correnti ad alta frequenza con efficienza superiore. I sistemi di alimentazione di fascia alta costruiti con questa tecnologia sono in grado di ridurre le perdite di circa il 50% e, operando a frequenze più elevate, possono anche ridurre le dimensioni dei dispositivi, compresi i componenti passivi come condensatori e induttori in misura simile. Inoltre, rispetto alla tecnologia GaN laterale disponibile in commercio, i dispositivi vGaN sono circa tre volte più piccoli. Ciò rende la soluzione vGaN di onsemi ideale per applicazioni critiche ad alta potenza in cui la densità di potenza, le prestazioni termiche e l'affidabilità sono fondamentali, tra cui:
Perché è importante
il mondo sta entrando in una nuova era in cui l'energia è un limite fondamentale per il progresso tecnologico. Dai veicoli elettrici e dalle energie rinnovabili ai data center AI che ora consumano più energia di alcune città, la domanda di elettricità sta aumentando più velocemente della nostra capacità di generarla e di 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 alte correnti ad alta frequenza con efficienza superiore. I sistemi di alimentazione di fascia alta costruiti con questa tecnologia sono in grado di ridurre le perdite di circa il 50% e, operando a frequenze più elevate, possono anche ridurre le dimensioni dei dispositivi, compresi i componenti passivi come condensatori e induttori in misura simile. Inoltre, rispetto alla tecnologia GaN laterale disponibile in commercio, i dispositivi vGaN sono circa tre volte più piccoli. Ciò rende la soluzione vGaN di onsemi ideale per applicazioni critiche ad alta potenza in cui la densità di potenza, le prestazioni termiche e l'affidabilità sono fondamentali, tra cui:
- Data center IA: riduzione del numero di componenti, aumento della densità di potenza per i convertitori DC-DC da 800V per i sistemi di elaborazione IA con vantaggi notevoli in termini di costo per rack.
- Veicoli elettrici: inverter più piccoli, leggeri ed efficienti, con una maggiore autonomia per i veicoli EV.
- Infrastrutture di ricarica: caricabatterie più veloci, più piccoli e più robusti.
- Energie rinnovabili: gestione di tensioni più elevate e perdite di energia ridotte per inverter solari ed eolici.
- Sistemi di accumulo dell'energia (ESS): alimentazione bidirezionale veloce, efficiente e ad alta densità per convertitori di batterie e microreti.
- Automazione industriale: azionamenti di motori e sistemi robotici più piccoli, più freddi e più efficienti.
- Settore aerospaziale, della difesa e sicurezza: prestazioni superiori, maggiore robustezza e design più compatti.
Come funziona
la maggior parte dei dispositivi GaN disponibili in commercio sono costruiti su un substrato che non è GaN, principalmente silicio o zaffiro. Per i dispositivi ad altissima tensione, la tecnologia 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 migliore stabilità termica e prestazioni robuste in condizioni estreme. Con questi vantaggi, la tecnologia vGaN supera le prestazioni sia dei dispositivi GaN-on-silicon che di quelli GaN-on-sapphire per offrire livelli superiori di capacità di tensione, di frequenza di commutazione, di affidabilità e di robustezza. Ciò consente lo sviluppo di sistemi di alimentazione più piccoli, leggeri ed efficienti con requisiti di raffreddamento ridotti e costi di sistema complessivi inferiori. I vantaggi principali includono:
la maggior parte dei dispositivi GaN disponibili in commercio sono costruiti su un substrato che non è GaN, principalmente silicio o zaffiro. Per i dispositivi ad altissima tensione, la tecnologia 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 migliore stabilità termica e prestazioni robuste in condizioni estreme. Con questi vantaggi, la tecnologia vGaN supera le prestazioni sia dei dispositivi GaN-on-silicon che di quelli GaN-on-sapphire per offrire livelli superiori di capacità di tensione, di frequenza di commutazione, di affidabilità e di robustezza. Ciò consente lo sviluppo di sistemi di alimentazione più piccoli, leggeri ed efficienti con requisiti di raffreddamento ridotti e costi di sistema complessivi inferiori. I vantaggi principali includono:
- Densità di potenza superiore: il GaN verticale può gestire tensioni e correnti più elevate in ingombri più ridotti.
- Maggiore efficienza: la tecnologia riduce le perdite durante la conversione di potenza, diminuendo il calore e abbattendo i costi di raffreddamento.
- Sistemi compatti: una frequenza di commutazione più elevata riduce le dimensioni dei componenti passivi come condensatori e induttori.
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