المشاهدات: 0 المؤلف: محرر الموقع النشر الوقت: 2024-04-16 الأصل: موقع
يستبدل نيتريد غاليوم السيليكون ويستخدم بشكل متزايد في التطبيقات التي تتطلب كثافة طاقة أكبر وارتفاع كفاءة الطاقة. كمفتاح لتوفير اتصال دون انقطاع ، تعتمد العديد من مراكز البيانات على تقنية أشباه الموصلات الشائعة بشكل متزايد لتحسين كفاءة الطاقة وكثافة الطاقة. .
تقنية نيتريد غاليوم ، المعروفة باسم GAN ، هي مادة أشباه الموصلات على نطاق واسع تستخدم بشكل متزايد في تطبيقات الجهد العالي. تتطلب هذه التطبيقات إمدادات الطاقة ذات كثافة طاقة أكبر ، وارتفاع كفاءة الطاقة ، وتردد تبديل أعلى ، وإدارة حرارية أفضل وحجم أصغر. بالإضافة إلى مراكز البيانات ، تشمل هذه التطبيقات أنظمة HVAC ، وإمدادات الطاقة ، والمزولات الكهروضوئية ، ومستلزمات شحن الكمبيوتر المحمول.
وقال ديفيد سنوك ، رئيس خط إنتاج GAN في Texas Instruments: 'يعد Nitride Gallium خطوة مهمة نحو زيادة كثافة الطاقة وتحسين نظام الطاقة وكفاءة الطاقة في مجموعة متنوعة من التطبيقات. إن عدد الشركات التي تستخدم GAN في تصميماتها ينمو بسرعة. خفض استهلاك الطاقة وتحسين الكفاءة أمر بالغ الأهمية. '.
لأكثر من 60 عامًا ، كان السيليكون أساسًا لمكونات إدارة الطاقة شبه الموصلات التي تقوم بتحويل التيار المتناوب (AC) إلى التيار المباشر (DC) ثم تحويل مدخلات الجهد العاصمة وفقًا لاحتياجات مجموعة متنوعة من التطبيقات ، من الهواتف المحمولة إلى الروبوتات الصناعية. شيء واحد يكفي. نظرًا لأن المكونات قد تم تحسينها وتحسينها ، فقد تم استخدام الخصائص الفيزيائية للسيليكون بشكل جيد. اليوم ، لا يمكن للسيليكون توفير المزيد من الطاقة في الترددات المطلوبة دون زيادة الحجم.
نتيجة لذلك ، على مدار العقد الماضي ، تحول العديد من مصممي الدوائر إلى GAN لتحقيق طاقة أعلى في المساحات الأصغر. العديد من المصممين واثقون من إمكانات التكنولوجيا للابتكارات المستقبلية ، ويرجع ذلك في المقام الأول إلى ثلاثة عوامل:
كتطبيق أشباه الموصلات ، على الرغم من أن GAN جديد نسبيًا على السيليكون ، فقد تم تطويره لسنوات عديدة ولديه موثوقية معينة. اجتازت شركة Texas Instruments Gan Gan أكثر من 40 مليون ساعة من اختبار الموثوقية. فعاليتها واضحة حتى في الطلبات الصعبة مثل مراكز البيانات.
قال ديفيد: 'مع استمرار المستهلكين والمؤسسات في المطالبة بمبالغ متزايدة من البيانات للتطبيقات مثل الذكاء الاصطناعي والحوسبة السحابية والأتمتة الصناعية ، هناك حاجة إلى مزيد من مراكز البيانات في جميع أنحاء العالم. لضمان إضافة مراكز البيانات إلى تحقيق هذا المفرط للاتصال بالإنترنت دون المساومة على استهلاك الطاقة ، يحتاج إلى تحقيق زيادة قدرة خادم الخادم إلى تحقيق تكنولوجيا المفتاح هذه.
على الرغم من أن GAN أصبح الآن أغلى من السيليكون على أساس على مستوى الرقائق ، إلا أن إجمالي مزايا تكلفة النظام والكفاءة وكثافة الطاقة التي تجلبها GAN أكثر من تفوق قيمة الاستثمار الأولي. على سبيل المثال ، يمكن أن يوفر استخدام نظام إدارة الطاقة المستند إلى GAN في مركز بيانات 100 ميجاوات 7 ملايين دولار من تكاليف الطاقة على مدى 10 سنوات ، حتى مع زيادة الكفاءة بنسبة 0.8 ٪ فقط. إن الطاقة المحفوظة تكفي لتشغيل 80،000 منزل ، أو بحجم مدينة صغيرة ، لمدة عام.
قال روبرت تايلور ، المدير العام لمجموعة خدمات تصميم الطاقة في تكساس إنسستورز ، إن تقنية GAN يمكن أن تعمل بترددات أعلى ، والتي تمكن بعض الطبولوجيا والبنية بتكلفة فواتير أقل من المواد. بفضل ترددات التشغيل الأعلى ، يمكن للمهندسين أيضًا اختيار المكونات الإضافية الأصغر في التصميم يوفر طبولوجيا لا تدعمها السيليكون ، مما يمنح المهندسين المرونة لتحسين تصميمات الطاقة الخاصة بهم. '
تتطلب GAN FETs برامج تشغيل بوابة مخصصة ، مما يعني وقت وجهد تصميم إضافي. ومع ذلك ، قامت Texas Instruments بتبسيط تصميم GAN من خلال دمج برامج تشغيل البوابة وبعض ميزات الحماية في الشريحة.
قال ديفيد:
