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Alors que la demande mondiale en énergie explose à cause des data centers IA, des véhicules électriques et d’autres applications à forte consommation d’énergie, onsemi présente une nouvelle technologie de puissance à base de nitrure de gallium verticale (vGaN), établissant une nouvelle référence en matière de densité de puissance, d’efficacité et de robustesse pour ces applications. Ces semi-conducteurs de puissance GaN-on-GaN de nouvelle génération révolutionnaires conduisent le courant verticalement à travers le semi-conducteur composé, ce qui permet des tensions de fonctionnement plus élevées et des fréquences de commutation plus rapides, entraînant des économies d’énergie pour fournir des systèmes plus petits et plus légers pour les data centers IA, les véhicules électriques (VE), les énergies renouvelables, l’aérospatiale, la défense et la sécurité.

Faits marquants

 Technologie propriétaire GaN-on-GaN conduisant le courant verticalement à des tensions plus élevées, ce qui permet une commutation plus rapide et des conceptions plus compactes.

 Solution révolutionnaire permettant de réduire les pertes d’énergie et la chaleur, diminuant ainsi les pertes de près de 50 %.

 Développée par l’équipe de R&D d’onsemi à Syracuse (État de New York), avec plus de 130 brevets couvrant des innovations fondamentales en matière de processus, d’architecture des dispositifs, de fabrication et de systèmes.

 onsemi échantillonne des circuits 700 V et 1 200 V à ses premiers clients.

Nouveautés : la technologie vGaN d’onsemi est une technologie révolutionnaire dans le domaine des semi-conducteurs de puissance qui établit une nouvelle référence en matière d’efficacité, de densité de puissance et de robustesse pour l’ère de l’IA et de l’électrification. Développée et fabriquée dans l’usine d’onsemi à Syracuse (État de New York), onsemi détient plus de 130 brevets mondiaux couvrant une gamme d’innovations fondamentales en matière de processus, de conception, de fabrication et de systèmes pour la technologie verticale GaN.

« Verticale GaN change la donne pour l’industrie et consolide le leadership d’onsemi en matière d’efficacité énergétique et d’innovation. Alors que l’électrification et l’IA transforment les industries, l’efficacité est devenue la nouvelle référence qui définit la mesure du progrès. L’ajout de Verticale GaN à notre offre de produits d’alimentation diversifie la boîte à outils de nos clients pour obtenir des performances inégalées. Grâce à cette avancée majeure, onsemi définit l’avenir où l’efficacité énergétique et la densité de puissance sont les moteurs de la compétitivité. » Dinesh Ramanathan, Senior Vice President of Corporate Strategy, onsemi.

Pourquoi est-ce important ? Le monde entre dans une nouvelle ère où l’énergie est le facteur déterminant du progrès technologique. Des véhicules électriques aux énergies renouvelables en passant par les data centers IA qui consomment désormais plus d’électricité que certaines villes, la demande en électricité augmente plus rapidement que notre capacité à la produire et à la distribuer efficacement. Chaque watt économisé compte désormais.

La technologie vGaN d’onsemi est conçue pour gérer des tensions élevées dans une puce monolithique (1 200 volts et au-delà) et commuter des courants élevés à haute fréquence avec un rendement supérieur. Les systèmes d’alimentation haut de gamme construits avec cette technologie peuvent réduire les pertes de près de 50 % et, en fonctionnant à des fréquences plus élevées, peuvent également réduire la taille, y compris celle des composants passifs tels que les condensateurs et les inductances, dans une proportion similaire. De plus, par rapport au GaN disponible dans le commerce dit « latéral », les transistors vGaN sont environ trois fois plus petits. Cela rend le vGaN d’onsemi idéal pour les applications critiques à haute puissance où la densité de puissance, les performances thermiques et la fiabilité sont primordiales, notamment :

 Data Centers IA : réduction du nombre de composants, augmentation de la densité de puissance pour les convertisseurs CC-CC 800 V destinés aux systèmes de calculs IA afin d’améliorer considérablement le coût par rack

 Véhicules électriques : onduleurs plus petits, plus légers et plus efficaces, pour une autonomie accrue des véhicules électriques

 Infrastructure de recharge : chargeurs plus rapides, plus petits et plus robustes

 Énergies renouvelables : gestion de tensions plus élevées, réduction des pertes d’énergie pour les onduleurs solaires et éoliens

 Systèmes de stockage d’énergie (ESS) : alimentation bidirectionnelle rapide, efficace et à haute densité pour les convertisseurs de batterie et les micro-réseaux

 Automatisation industrielle : moteurs et robots plus petits, plus froids et plus efficaces

 Aérospatiale, défense et sécurité : performances accrues, robustesse améliorée et conceptions plus compactes

Fonctionnement :

la plupart des dispositifs GaN disponibles dans le commerce sont construits sur un substrat qui n’est pas en GaN, principalement en silicium ou en saphir. Pour les dispositifs à très haute tension, le vGaN d’onsemi utilise une technologie GaN-sur-GaN qui permet au courant de circuler verticalement à travers la puce plutôt que sur sa surface. Cette conception offre une densité de puissance plus élevée, une plus grande stabilité thermique et des performances robustes dans des conditions extrêmes. Grâce à ces avantages, le vGaN surpasse les dispositifs GaN sur silicium et GaN sur saphir en offrant une capacité de tension plus élevée, une fréquence de commutation plus élevée, une fiabilité supérieure et une robustesse accrue. Cela permet de développer des systèmes d’alimentation plus petits, plus légers et plus efficaces, avec des besoins de refroidissement réduits et un coût global du système moindre. Les principaux avantages sont les suivants :

 Densité de puissance supérieure : le GaN vertical peut supporter des tensions plus élevées et des courants plus importants dans des encombrements réduits
 Rendement supérieur : réduit les pertes d’énergie lors de la conversion de puissance, ce qui diminue la chaleur et les coûts de refroidissement

 Systèmes compacts : la fréquence de commutation plus élevée réduit la taille des composants passifs tels que les condensateurs et les inductances

Disponibilité :

Echantillonnage auprès des premiers clients : https://www.onsemi.com