Компания onsemi разработала технологию вертикальных полупроводниковых структур на основе нитрида галлия. Новая технология vGaN позволяет создавать компоненты с рабочим напряжением 1200 вольт и выше. Разработку ведут на производственной линии компании в Сиракьюсе, штат Нью-Йорк, где onsemi обладает более чем 130 глобальными патентами на процессы, конструкции устройств и системные решения.
Вертикальная архитектура vGaN использует структуру GaN-on-GaN, где ток проходит через кристалл по вертикали, а не по поверхности. Этот подход обеспечивает повышенную плотность мощности, лучшую термическую стабильность и устойчивую работу в экстремальных условиях. Компоненты vGaN примерно в три раза меньше по размеру по сравнению с коммерчески доступными латеральными GaN устройствами.
Силовые системы на основе технологии vGaN демонстрируют снижение потерь энергии почти на 50 процентов. Работа на повышенных частотах коммутации позволяет уменьшить размер пассивных компонентов, включая конденсаторы и индукторы, также примерно на 50 процентов. Технология предназначена для критически важных применений с высокой мощностью, где важны плотность мощности, тепловые характеристики и надежность.
Центры обработки данных искусственного интеллекта могут использовать vGaN для DC-DC преобразователей на 800 вольт с повышенной плотностью мощности. В электромобилях технология позволяет создавать более компактные и эффективные инверторы, что увеличивает запас хода. Зарядная инфраструктура получает возможность использовать более быстрые, малогабаритные и надежные зарядные устройства.
В области возобновляемой энергетики vGaN обеспечивает работу с повышенным напряжением и снижает потери энергии в инверторах для солнечных и ветровых установок. Системы накопления энергии получают более эффективные двунаправленные преобразователи для батарей и микросетей. Промышленная автоматизация может использовать более компактные и холодные двигатели с повышенным КПД для приводов и робототехники.
Аэрокосмическая отрасль и системы безопасности получают компоненты с улучшенными характеристиками, повышенной надежностью и компактными размерами. Большинство коммерчески доступных GaN устройств производят на подложках из кремния или сапфира. Технология GaN-on-GaN превосходит решения на кремниевой и сапфировой основе по напряжению, частоте коммутации, надежности и устойчивости к нагрузкам.
Повышенная плотность мощности позволяет компонентам vGaN работать с большими напряжениями и токами при уменьшенных размерах. Улучшенная эффективность снижает потери энергии во время преобразования мощности, что уменьшает тепловыделение и затраты на охлаждение. Высокая частота коммутации дает возможность уменьшить размер пассивных компонентов, таких как конденсаторы и индукторы.