核心摘要

隨著全球能源需求因 AI 數(shù)據(jù)中心、電動汽車以及其他高能耗應(yīng)用而激增，安森美推出垂直氮化鎵(vGaN)功率半導(dǎo)體，為相關(guān)應(yīng)用的功率密度、能效和耐用性樹立新標(biāo)桿。這些突破性的新一代 GaN-on-GaN 功率半導(dǎo)體能夠使電流垂直流過化合物半導(dǎo)體，能實(shí)現(xiàn)更高的工作電壓和更快的開關(guān)頻率，助力AI 數(shù)據(jù)中心、電動汽車(EV)、可再生能源，以及航空航天等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更節(jié)能、更輕量緊湊的系統(tǒng)。

要點(diǎn)

· 專有的GaN-on-GaN技術(shù)實(shí)現(xiàn)更高壓垂直電流導(dǎo)通，支持更快的開關(guān)速度和更緊湊的設(shè)計(jì)。

· 這一突破性方案降低能量損耗和熱量，損耗減少近50%。

· 由安森美在紐約錫拉丘茲的研發(fā)團(tuán)隊(duì)開發(fā)，涵蓋基礎(chǔ)工藝、器件架構(gòu)、制造及系統(tǒng)創(chuàng)新的130多項(xiàng)專利。

· 安森美向早期客戶提供700V和1,200V器件樣品。

安森美的垂直GaN技術(shù)是一項(xiàng)突破性的功率半導(dǎo)體技術(shù)，為AI和電氣化時(shí)代樹立了在能效、功率密度和耐用性方面的新標(biāo)桿。該技術(shù)在安森美紐約錫拉丘茲的工廠研發(fā)和制造，并已獲得涵蓋垂直GaN技術(shù)的基礎(chǔ)工藝、器件設(shè)計(jì)、制造以及系統(tǒng)創(chuàng)新的130多項(xiàng)全球?qū)＠?

“垂直GaN是顛覆行業(yè)格局的技術(shù)突破，鞏固了安森美在能效與創(chuàng)新領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。隨著電氣化和人工智能重塑產(chǎn)業(yè)格局，能效已成為衡量進(jìn)步的新標(biāo)桿。我們的電源產(chǎn)品組合中新增垂直GaN技術(shù)，賦能客戶突破性能邊界，是打造更具競爭力產(chǎn)品的理想選擇。安森美這一突破，正開創(chuàng)以能效與功率密度為制勝關(guān)鍵的未來?！卑采榔髽I(yè)戰(zhàn)略高級副總裁 Dinesh Ramanathan說。

世界正步入一個(gè)全新的時(shí)代，能源正成為技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵制約因素。從電動汽車和可再生能源，到如今甚至超過一些城市耗電量的AI數(shù)據(jù)中心，電力需求的增長速度遠(yuǎn)超我們高效發(fā)電與輸電的能力。如今，每一瓦的節(jié)能都至關(guān)重要。

安森美的垂直氮化鎵技術(shù)采用單芯片設(shè)計(jì)，可應(yīng)對1,200伏及以上高壓，高頻開關(guān)大電流，能效卓越?；谠摷夹g(shù)構(gòu)建的高端電源系統(tǒng)能降低近50%的能量損耗，同時(shí)因其更高的工作頻率，因而電容器和電感等被動元件尺寸可縮減約一半。而且，與目前市售的橫向GaN器件相比，垂直氮化鎵器件的體積約為其三分之一。因此，安森美的垂直氮化鎵尤為適合對功率密度、熱性能和可靠性有嚴(yán)苛要求的關(guān)鍵大功率應(yīng)用領(lǐng)域，包括：

· AI數(shù)據(jù)中心：減少元器件數(shù)量，提高AI計(jì)算系統(tǒng)800V DC-DC轉(zhuǎn)換器的功率密度，顯著優(yōu)化單機(jī)架成本

· 電動汽車：打造更小、更輕、更高效的逆變器，提升電動汽車?yán)m(xù)航里程

· 充電基礎(chǔ)設(shè)施：實(shí)現(xiàn)更快、更小、更穩(wěn)健的充電設(shè)備

· 可再生能源：提升太陽能和風(fēng)能逆變器的電壓處理能力，降低能量損耗

· 儲能系統(tǒng)(ESS)：為電池變流器和微電網(wǎng)提供快速、高效、高密度的雙向供電

· 工業(yè)自動化：開發(fā)體積更小、散熱性能更好、能效更高的電機(jī)驅(qū)動和機(jī)器人系統(tǒng)

· 航空航天：打造性能更強(qiáng)、穩(wěn)健性更高、設(shè)計(jì)更緊湊的方案

目前市售的大多數(shù)GaN器件都采用非氮化鎵襯底，主要是硅或藍(lán)寶石襯底。對于超高壓器件，安森美的垂直氮化鎵(vGaN)采用GaN-on-GaN技術(shù)，使電流能夠垂直流過芯片，而不是沿表面橫向流動。這設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)更高的功率密度、更優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，且在極端條件下性能依舊穩(wěn)健。憑借這些優(yōu)勢，vGaN全面超越了硅基氮化鎵(GaN-on-silicon)和藍(lán)寶石基氮化鎵(GaN-on-sapphire)器件，提供更高的耐壓能力、開關(guān)頻率、可靠性以及耐用性。這有助于開發(fā)更小、更輕便、更高效的電源系統(tǒng)，同時(shí)降低散熱需求和整體系統(tǒng)成本。主要優(yōu)勢包括：

? 更高的功率密度：垂直GaN能以更小的尺寸承受更高的電壓和更大的電流

? 更高的能效：在功率轉(zhuǎn)換過程中減少能量損耗，降低發(fā)熱量和散熱成本

? 系統(tǒng)更緊湊：更高的開關(guān)頻率能縮減電容器和電感器等無源元件的尺寸