Visningar: 0 Författare: Webbplatsredaktör Publicera tid: 2024-04-16 Ursprung: Plats
Galliumnitrid ersätter kisel och används alltmer i applikationer som kräver större effektdensitet och högre energieffektivitet. Som nyckeln till att tillhandahålla oavbruten anslutning förlitar sig många datacenter på den alltmer populära halvledartekniken för att förbättra energieffektiviteten och krafttätheten. .
Galliumnitridteknologi, allmänt känd som GaN, är ett bredbandgap halvledarmaterial som alltmer används i högspänningsapplikationer. Dessa applikationer kräver kraftförsörjning med större effektdensitet, högre energieffektivitet, högre växlingsfrekvens, bättre termisk hantering och mindre storlek. Förutom datacenter inkluderar dessa applikationer VVS -system, kommunikationskraftsmaterial, fotovoltaiska inverterare och laptop -laddningstillbehör.
David Snook, chef för Gan -produktlinjen på Texas Instruments, sa: 'Galliumnitrid är ett kritiskt steg mot att öka kraftdensiteten och förbättra kraftsystemet och effekteffektiviteten i olika applikationer. Antalet företag som använder GaN i deras konstruktioner växer snabbt. Sänkande kraftförbrukning och förbättring av effektiviteten är avgörande. '
I mer än 60 år har kisel varit grunden för halvledarens krafthanteringskomponenter som omvandlar växelström (AC) till likström (DC) och sedan konvertera DC -spänningsingången enligt behoven hos olika applikationer, från mobiltelefoner till industrirobotar. En sak räcker. Eftersom komponenter har förbättrats och optimerats har de fysiska egenskaperna hos kisel utnyttjas. Idag kan kisel inte leverera mer kraft vid de erforderliga frekvenserna utan att öka storleken.
Som ett resultat har många kretsdesigners under det senaste decenniet vänt sig till GaN för att uppnå högre kraft i mindre utrymmen. Många designers är självsäkra på teknikens potential för framtida innovationer, främst på grund av tre faktorer:
Som en halvledarapplikation, även om GaN är relativt ny för kisel, har den utvecklats i många år och har viss tillförlitlighet. Texas Instruments GAN CHIPS har godkänt mer än 40 miljoner timmars tillförlitlighetstest. Dess effektivitet är uppenbar även i krävande applikationer som datacentra.
David said: 'As consumers and enterprises continue to demand increasing amounts of data for applications such as artificial intelligence, cloud computing and industrial automation, more and more data centers are needed around the world. To ensure that data centers can be added without excessive To go online without compromising energy consumption, a more efficient server power supply needs to be achieved, and GaN is the key technology to achieve this type of power supply.'
Även om GaN nu är dyrare än kisel på en chip-nivå, kostnadsfördelar de övergripande systemfördelarna, effektiviteten och effektdensitetsförbättringarna som GaN ger mer än att uppväga värdet på den initiala investeringen. Att använda ett GAN-baserat krafthanteringssystem i ett 100-megawatt datacenter kan till exempel spara 7 miljoner dollar i energikostnader under 10 år, även med en effektivitetsförstärkning på bara 0,8%. Den sparade energin räcker för att driva 80 000 hem, eller ungefär storleken på en liten stad, i ett år.
'GAN -teknik kan arbeta med högre frekvenser, vilket gör det möjligt för vissa topologier och arkitekturer med lägre kostnadskostnader,' säger Robert Taylor, chef för Texas Instruments 'Power Design Services Group. 'Tack vare de högre driftsfrekvenserna kan ingenjörer också välja mindre ytterligare komponenter i designen ger topologier som inte stöds av kisel, vilket ger ingenjörer flexibiliteten för att optimera sina kraftdesign. '
GAN FETS kräver dedikerade grindförare, vilket innebär ytterligare designtid och ansträngning. Texas Instruments har dock förenklat GaN -design genom att integrera grinddrivare och vissa skyddsfunktioner i chipet.
David sa: 'Integrerade förare hjälper till att förbättra prestanda och ge högre effektdensitet och högre växlingsfrekvens, vilket förbättrar effektiviteten och minskar den totala systemstorleken. Integration ger enorma prestandafördelar och förenklar designen med GAN, vilket gör att designers kan dra fördel av denna teknik i större utsträckning. '
