Quan điểm: 0 Tác giả: Trình chỉnh sửa trang web xuất bản Thời gian: 2024-04-16 Nguồn gốc: Địa điểm
Gallium nitride đang thay thế silicon và ngày càng được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi mật độ năng lượng lớn hơn và hiệu quả năng lượng cao hơn. Là chìa khóa để cung cấp kết nối không bị gián đoạn, nhiều trung tâm dữ liệu dựa vào công nghệ bán dẫn ngày càng phổ biến để cải thiện hiệu quả năng lượng và mật độ năng lượng. .
Công nghệ gallium nitride, thường được gọi là GAN, là một vật liệu bán dẫn băng rộng ngày càng được sử dụng trong các ứng dụng điện áp cao. Các ứng dụng này yêu cầu cung cấp năng lượng với mật độ năng lượng lớn hơn, hiệu quả năng lượng cao hơn, tần số chuyển đổi cao hơn, quản lý nhiệt tốt hơn và kích thước nhỏ hơn. Ngoài các trung tâm dữ liệu, các ứng dụng này bao gồm các hệ thống HVAC, nguồn cung cấp năng lượng truyền thông, bộ biến tần quang điện và vật tư sạc máy tính xách tay.
David Snook, người đứng đầu dòng sản phẩm GaN tại Texas Cụ, cho biết: 'Gallium nitride là một bước quan trọng để tăng mật độ năng lượng và cải thiện hệ thống điện và hiệu quả năng lượng trong nhiều ứng dụng. Số lượng các công ty sử dụng GaN trong thiết kế của họ đang tăng nhanh.
Trong hơn 60 năm, Silicon là nền tảng của các thành phần quản lý năng lượng bán dẫn chuyển đổi dòng điện xen kẽ (AC) thành dòng điện trực tiếp (DC) và sau đó chuyển đổi đầu vào điện áp DC theo nhu cầu của nhiều ứng dụng, từ điện thoại di động sang robot công nghiệp. Một điều là đủ. Khi các thành phần đã được cải thiện và tối ưu hóa, các tính chất vật lý của silicon đã được sử dụng tốt. Ngày nay, silicon không thể cung cấp nhiều năng lượng hơn ở các tần số cần thiết mà không tăng kích thước.
Kết quả là, trong thập kỷ qua, nhiều nhà thiết kế mạch đã chuyển sang GaN để đạt được công suất cao hơn trong các không gian nhỏ hơn. Nhiều nhà thiết kế tự tin vào tiềm năng của công nghệ cho những đổi mới trong tương lai, chủ yếu là do ba yếu tố:
Là một ứng dụng bán dẫn, mặc dù GaN tương đối mới với silicon, nó đã được phát triển trong nhiều năm và có độ tin cậy nhất định. Các chip Gan của Texas Cụ đã vượt qua hơn 40 triệu giờ kiểm tra độ tin cậy. Hiệu quả của nó là rõ ràng ngay cả trong các ứng dụng đòi hỏi như trung tâm dữ liệu.
David cho biết: 'Khi người tiêu dùng và doanh nghiệp tiếp tục yêu cầu tăng lượng dữ liệu cho các ứng dụng như trí tuệ nhân tạo, điện toán đám mây và tự động hóa công nghiệp, ngày càng cần nhiều trung tâm dữ liệu trên toàn thế giới.
Mặc dù GaN bây giờ đắt hơn silicon trên cơ sở cấp độ chip, nhưng lợi thế chi phí hệ thống, hiệu quả và cải tiến mật độ năng lượng mà GaN mang lại nhiều hơn so với giá trị của khoản đầu tư ban đầu. Ví dụ, sử dụng hệ thống quản lý năng lượng dựa trên GAN trong trung tâm dữ liệu 100 megawatt có thể tiết kiệm 7 triệu đô la chi phí năng lượng trong 10 năm, ngay cả với mức tăng hiệu quả chỉ 0,8%. Năng lượng được lưu là đủ để cung cấp năng lượng cho 80.000 ngôi nhà, hoặc có kích thước của một thành phố nhỏ, trong một năm.
Công nghệ GAN có thể hoạt động ở tần số cao hơn, cho phép một số cấu trúc liên kết và kiến trúc với hóa đơn chi phí vật liệu thấp hơn, 'Robert Taylor, tổng giám đốc của Tập đoàn Dịch vụ Thiết kế Điện lực Texas. 'Nhờ các tần số hoạt động cao hơn, các kỹ sư cũng có thể chọn các thành phần bổ sung nhỏ hơn trong thiết kế cung cấp các cấu trúc liên kết không được Silicon hỗ trợ, giúp các kỹ sư linh hoạt tối ưu hóa các thiết kế năng lượng của họ. '
Gan Fets yêu cầu trình điều khiển cổng chuyên dụng, có nghĩa là thời gian và nỗ lực thiết kế bổ sung. Tuy nhiên, Texas Cụ đã đơn giản hóa thiết kế GaN bằng cách tích hợp các trình điều khiển cổng và một số tính năng bảo vệ vào chip.
David cho biết: 'Trình điều khiển tích hợp giúp cải thiện hiệu suất và cung cấp mật độ công suất cao hơn và tần suất chuyển đổi cao hơn, do đó cải thiện hiệu quả và giảm kích thước hệ thống tổng thể. Tích hợp cung cấp lợi thế hiệu suất rất lớn và đơn giản hóa thiết kế bằng GaN, cho phép các nhà thiết kế tận dụng công nghệ này ở mức độ lớn hơn. '
