มุมมอง: 0 ผู้แต่ง: ไซต์บรรณาธิการเผยแพร่เวลา: 2024-04-16 ต้นกำเนิด: เว็บไซต์
Gallium Nitride กำลังแทนที่ซิลิคอนและใช้มากขึ้นในการใช้งานที่ต้องการความหนาแน่นของพลังงานมากขึ้นและประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่สูงขึ้น ในฐานะที่เป็นกุญแจสำคัญในการให้การเชื่อมต่ออย่างต่อเนื่องศูนย์ข้อมูลจำนวนมากพึ่งพาเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ที่ได้รับความนิยมมากขึ้นเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานและความหนาแน่นของพลังงาน -
เทคโนโลยี Gallium Nitride ซึ่งเป็นที่รู้จักกันทั่วไปว่า GAN เป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้กันมากในวงกว้างที่ใช้มากขึ้นในแอปพลิเคชันแรงดันสูง แอพพลิเคชั่นเหล่านี้ต้องการแหล่งจ่ายไฟที่มีความหนาแน่นพลังงานมากขึ้นประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่สูงขึ้นความถี่การสลับที่สูงขึ้นการจัดการความร้อนที่ดีขึ้นและขนาดที่เล็กลง นอกเหนือจากศูนย์ข้อมูลแล้วแอพพลิเคชั่นเหล่านี้ยังรวมถึงระบบ HVAC, แหล่งจ่ายไฟการสื่อสาร, อินเวอร์เตอร์เซลล์แสงอาทิตย์และอุปกรณ์ชาร์จแล็ปท็อป
David Snook หัวหน้ากลุ่มผลิตภัณฑ์ Gan ที่ Texas Instruments กล่าวว่า: 'Gallium Nitride เป็นขั้นตอนสำคัญในการเพิ่มความหนาแน่นพลังงานและการปรับปรุงระบบพลังงานและประสิทธิภาพการใช้พลังงานในการใช้งานที่หลากหลายจำนวน บริษัท ที่ใช้ GAN ในการออกแบบของพวกเขาเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว
เป็นเวลากว่า 60 ปีที่ซิลิคอนเป็นรากฐานของส่วนประกอบการจัดการพลังงานเซมิคอนดักเตอร์ที่แปลงกระแสสลับ (AC) เป็นกระแสไฟฟ้า (DC) จากนั้นแปลงอินพุตแรงดันไฟฟ้า DC ตามความต้องการของแอพพลิเคชั่นที่หลากหลายตั้งแต่โทรศัพท์มือถือไปจนถึงหุ่นยนต์อุตสาหกรรม สิ่งหนึ่งก็เพียงพอแล้ว เมื่อส่วนประกอบได้รับการปรับปรุงและปรับให้เหมาะสมคุณสมบัติทางกายภาพของซิลิคอนได้ถูกนำไปใช้อย่างดี วันนี้ซิลิคอนไม่สามารถส่งพลังงานได้มากขึ้นตามความถี่ที่ต้องการโดยไม่ต้องเพิ่มขนาด
เป็นผลให้ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมานักออกแบบวงจรจำนวนมากได้หันไปหา GaN เพื่อให้ได้พลังงานที่สูงขึ้นในพื้นที่ขนาดเล็ก นักออกแบบหลายคนมีความมั่นใจในศักยภาพของเทคโนโลยีสำหรับนวัตกรรมในอนาคตส่วนใหญ่เกิดจากปัจจัยสามประการ:
ในฐานะที่เป็นแอปพลิเคชั่นเซมิคอนดักเตอร์แม้ว่า GAN จะค่อนข้างใหม่กับซิลิคอน แต่ก็ได้รับการพัฒนามานานหลายปีและมีความน่าเชื่อถือบางอย่าง Texas Instruments Gan Chips ผ่านการทดสอบความน่าเชื่อถือมากกว่า 40 ล้านชั่วโมง ประสิทธิภาพของมันเห็นได้ชัดแม้ในการเรียกร้องแอปพลิเคชันเช่นศูนย์ข้อมูล
เดวิดกล่าวว่า: 'ในขณะที่ผู้บริโภคและองค์กรยังคงเรียกร้องให้มีการเพิ่มจำนวนข้อมูลสำหรับแอพพลิเคชั่นเช่นปัญญาประดิษฐ์การประมวลผลแบบคลาวด์และระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรมจำเป็นต้องมีศูนย์ข้อมูลมากขึ้นเรื่อย ๆ ทั่วโลกเพื่อให้แน่ใจว่าศูนย์ข้อมูลสามารถเพิ่มได้มากเกินไป
แม้ว่า Gan จะมีราคาแพงกว่าซิลิกอนตามระดับชิป แต่ความได้เปรียบของระบบโดยรวมค่าใช้จ่ายการปรับปรุงประสิทธิภาพและความหนาแน่นของพลังงานที่ Gan นำมามากกว่ามูลค่าของการลงทุนครั้งแรก ตัวอย่างเช่นการใช้ระบบการจัดการพลังงานที่ใช้ GAN ในศูนย์ข้อมูล 100 เมกะวัตต์สามารถประหยัดค่าใช้จ่ายพลังงานได้ 7 ล้านดอลลาร์ในช่วง 10 ปีที่ผ่านมาแม้จะได้รับประสิทธิภาพเพียง 0.8% พลังงานที่ประหยัดนั้นเพียงพอที่จะให้พลังงาน 80,000 หลังหรือขนาดของเมืองเล็ก ๆ เป็นเวลาหนึ่งปี
'เทคโนโลยี GAN สามารถทำงานได้ที่ความถี่สูงกว่าซึ่งช่วยให้ทอพอโลยีและสถาปัตยกรรมบางอย่างที่มีค่าใช้จ่ายวัสดุลดลง ' Robert Taylor ผู้จัดการทั่วไปของกลุ่มบริการออกแบบพลังงานของ Texas Instruments กล่าว 'ต้องขอบคุณความถี่ในการทำงานที่สูงขึ้นวิศวกรยังสามารถเลือกส่วนประกอบเพิ่มเติมที่เล็กกว่าในการออกแบบให้ทอพอโลยีที่ไม่ได้รับการสนับสนุนจากซิลิคอนทำให้วิศวกรมีความยืดหยุ่นในการปรับการออกแบบพลังงานให้เหมาะสม '
gan fets ต้องการไดรเวอร์ประตูโดยเฉพาะซึ่งหมายถึงเวลาการออกแบบเพิ่มเติมและความพยายาม อย่างไรก็ตาม Texas Instruments ได้ออกแบบ GAN ง่ายขึ้นโดยการรวมไดรเวอร์ GATE และคุณสมบัติการป้องกันบางอย่างลงในชิป
David กล่าวว่า: 'ไดรเวอร์แบบบูรณาการช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพและให้ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้นและความถี่ในการสลับที่สูงขึ้นซึ่งจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพและลดขนาดระบบโดยรวมการรวมให้ข้อได้เปรียบที่มีประสิทธิภาพอย่างมากและทำให้การออกแบบง่ายขึ้นโดยใช้ GAN ทำให้นักออกแบบใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีนี้ในระดับที่มากขึ้น
