दृश्य: 0 लेखक: साइट संपादक प्रकाशित समय: 2024-04-16 मूल: साइट
गैलियम नाइट्राइड सिलिकॉन की जगह ले रहा है और उन अनुप्रयोगों में तेजी से उपयोग किया जाता है जिनके लिए अधिक बिजली घनत्व और उच्च ऊर्जा दक्षता की आवश्यकता होती है। निर्बाध कनेक्टिविटी प्रदान करने की कुंजी के रूप में, कई डेटा केंद्र ऊर्जा दक्षता और बिजली घनत्व में सुधार के लिए तेजी से लोकप्रिय अर्धचालक प्रौद्योगिकी पर निर्भर करते हैं। ।
गैलियम नाइट्राइड तकनीक, जिसे आमतौर पर GAN के रूप में जाना जाता है, एक विस्तृत-बैंडगैप अर्धचालक सामग्री है जिसका उपयोग उच्च-वोल्टेज अनुप्रयोगों में तेजी से किया जाता है। इन अनुप्रयोगों में अधिक बिजली घनत्व, उच्च ऊर्जा दक्षता, उच्च स्विचिंग आवृत्ति, बेहतर थर्मल प्रबंधन और छोटे आकार के साथ बिजली की आपूर्ति की आवश्यकता होती है। डेटा केंद्रों के अलावा, इन अनुप्रयोगों में एचवीएसी सिस्टम, संचार बिजली की आपूर्ति, फोटोवोल्टिक इनवर्टर और लैपटॉप चार्जिंग आपूर्ति शामिल हैं।
टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स में GAN प्रोडक्ट लाइन के प्रमुख डेविड स्नूक ने कहा: 'गैलियम नाइट्राइड बिजली के घनत्व को बढ़ाने और विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों में बिजली प्रणाली और बिजली दक्षता में सुधार करने की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है। उनके डिजाइनों में GAN का उपयोग करने वाली कंपनियों की संख्या तेजी से बढ़ रही है। बिजली की खपत को कम करना और दक्षता में सुधार करना क्रूसील है।
60 से अधिक वर्षों के लिए, सिलिकॉन सेमीकंडक्टर पावर मैनेजमेंट घटकों की नींव रही है, जो वर्तमान (एसी) को प्रत्यक्ष वर्तमान (डीसी) में बदलते हैं और फिर मोबाइल फोन से लेकर औद्योगिक रोबोट में विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों की जरूरतों के अनुसार डीसी वोल्टेज इनपुट को परिवर्तित करते हैं। एक बात काफी है। चूंकि घटकों में सुधार और अनुकूलित किया गया है, सिलिकॉन के भौतिक गुणों को अच्छे उपयोग के लिए रखा गया है। आज, सिलिकॉन आकार में वृद्धि के बिना आवश्यक आवृत्तियों पर अधिक शक्ति नहीं दे सकता है।
नतीजतन, पिछले एक दशक में, कई सर्किट डिजाइनरों ने छोटे स्थानों में उच्च शक्ति प्राप्त करने के लिए गण की ओर रुख किया है। कई डिजाइनर भविष्य के नवाचारों के लिए प्रौद्योगिकी की क्षमता में आश्वस्त हैं, मुख्य रूप से तीन कारकों के कारण:
एक अर्धचालक अनुप्रयोग के रूप में, हालांकि GAN सिलिकॉन के लिए अपेक्षाकृत नया है, इसे कई वर्षों से विकसित किया गया है और इसमें कुछ विश्वसनीयता है। टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स गान चिप्स ने 40 मिलियन घंटे से अधिक की विश्वसनीयता परीक्षण पारित किया है। इसकी प्रभावशीलता डेटा सेंटर जैसे अनुप्रयोगों की मांग में भी स्पष्ट है।
डेविड ने कहा: 'जैसा कि उपभोक्ताओं और उद्यमों के रूप में कृत्रिम बुद्धिमत्ता, क्लाउड कंप्यूटिंग और औद्योगिक स्वचालन जैसे अनुप्रयोगों के लिए डेटा की बढ़ती मात्रा की मांग करना जारी है, दुनिया भर में अधिक से अधिक डेटा केंद्रों की आवश्यकता है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि डेटा केंद्रों को ऊर्जा की खपत से समझौता किए बिना ऑनलाइन जाने के लिए अतिरिक्त रूप से जोड़ा जा सकता है, और गैन को इस प्रकार की आपूर्ति की आवश्यकता होती है,'
यद्यपि GAN अब चिप-स्तर के आधार पर सिलिकॉन की तुलना में अधिक महंगा है, समग्र प्रणाली लागत लाभ, दक्षता और बिजली घनत्व में सुधार है जो GAN प्रारंभिक निवेश के मूल्य से अधिक लाता है। उदाहरण के लिए, 100-मेगावॉट डेटा सेंटर में GAN- आधारित पावर मैनेजमेंट सिस्टम का उपयोग करके 10 वर्षों में ऊर्जा लागत में $ 7 मिलियन की बचत हो सकती है, यहां तक कि केवल 0.8%की दक्षता लाभ के साथ भी। बचाई गई ऊर्जा एक वर्ष के लिए 80,000 घरों, या एक छोटे से शहर के आकार के बारे में पर्याप्त है।
टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स के पावर डिज़ाइन सर्विसेज ग्रुप के महाप्रबंधक रॉबर्ट टेलर ने कहा कि 'GAN तकनीक उच्च आवृत्तियों पर काम कर सकती है, जो कुछ टोपोलॉजी और आर्किटेक्चर को कम बिल के साथ सक्षम बनाता है, ' रॉबर्ट टेलर ने कहा। 'उच्च ऑपरेटिंग आवृत्तियों के लिए धन्यवाद, इंजीनियर डिजाइन में छोटे अतिरिक्त घटकों को भी चुन सकते हैं, जो सिलिकॉन द्वारा समर्थित टोपोलॉजी प्रदान करता है, जिससे इंजीनियरों को उनके पावर डिजाइनों को अनुकूलित करने के लिए लचीलापन मिलता है। ' '
GAN FETS को समर्पित गेट ड्राइवरों की आवश्यकता होती है, जिसका अर्थ है अतिरिक्त डिजाइन समय और प्रयास। हालांकि, टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स ने गेट ड्राइवरों और कुछ सुरक्षा सुविधाओं को चिप में एकीकृत करके GAN डिजाइन को सरल बनाया है।
डेविड ने कहा: 'एकीकृत ड्राइवर प्रदर्शन को बेहतर बनाने में मदद करते हैं और उच्च शक्ति घनत्व और उच्च स्विचिंग आवृत्ति प्रदान करते हैं, जिससे दक्षता में सुधार होता है और समग्र प्रणाली के आकार को कम किया जाता है। एकीकरण विशाल प्रदर्शन लाभ प्रदान करता है और GAN का उपयोग करके डिजाइन को सरल बनाता है, जिससे डिजाइनरों को इस तकनीक का लाभ अधिक से अधिक हद तक ले जाने की अनुमति मिलती है।
