Power Integrations präsentiert erste 2200-V GaN-Technologie

Power Integrations hat seine PowiGaN-Galliumnitrid-Technologie auf eine Sperrspannung von bis zu 2200 V erweitert. Nach Angaben des Unternehmens ist dies die bislang höchste kommerziell verfügbare Spannungsfestigkeit für GaN-Halbleiter. Die Technologie richtet sich an Hochvolt-Anwendungen in KI-Rechenzentren, Elektrofahrzeugen, Photovoltaikanlagen sowie der HGÜ-Infrastruktur (Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung) und soll den Einsatz höherer Gleichspannungsarchitekturen unterstützen.

Höhere Leistungsdichte für KI-Rechenzentren und E-Mobilität

GaN-Leistungshalbleiter verdrängen aufgrund ihrer hohen Effizienz und Schaltfrequenz zunehmend klassische Siliziumtransistoren. Mit steigenden Spannungen in Rechenzentren, Elektrofahrzeugen und Energiesystemen stoßen bisherige GaN-Lösungen jedoch an ihre Grenzen. Alternativen wie Siliziumkarbid oder in Reihe geschaltete GaN-Bauelemente gehen mit höherem Aufwand sowie Einbußen bei Leistungsdichte und Zuverlässigkeit einher.

Infineon gewinnt erneut gegen Innoscience

Nach mehreren Entscheidungen in Deutschland ist nun auch die US-Entscheidung im GaN-Patentstreit final bestätigt. Patentverletzende Produkte von Innoscience dürfen laut Infineon nicht mehr in die USA eingeführt oder dort zum Kauf angeboten werden.

PowiGaN unterstützt künftige 1500-V-Architekturen

Bereits heute werden PowiGaN-ICs mit einer Sperrspannung von 1700 V für einstufige Hilfsstromversorgungen in Rechenzentren entwickelt. Die Variante mit 1250 V soll eine einfachere Alternative zu gestapelten Lösungen im Hauptleistungspfad von 800-V-Gleichspannungs-Rechenzentren bieten. Mit der neuen 2200-V-Technologie lassen sich künftig auch noch höhere Zwischenkreisspannungen realisieren. Das soll die Auslegung von Stromversorgungen für zukünftige Rechenzentren, Elektrofahrzeuge, Photovoltaik-Wechselrichter und Batterie-Energiespeichersysteme absichern.

Stimmen zur Einordnung der Technologie

„Unsere 2200-V-PowiGaN-Technologie bietet eine erhebliche Spannungsreserve für künftige Hochvolt-Stromversorgungssysteme und ermöglicht gleichzeitig die hohen Schaltfrequenzen, die für maximale Leistungsdichte erforderlich sind. Zu den neuen Anwendungen zählen KI-Rechenzentren der nächsten Generation, für die Branchen-Roadmaps bereits Verteilarchitekturen mit 1500 V vorsehen, sowie zukünftige Batterie- und Bordnetzsysteme für Elektrofahrzeuge mit weiter steigenden Ausgangsspannungen von 48 V. Dieser Meilenstein erweitert den Einsatzbereich von GaN auf Spannungsklassen, die bislang Siliziumkarbid vorbehalten waren, und schafft eine leistungsfähige Hochfrequenz-Alternative für Anwendungen in der Photovoltaik, der HGÜ und der industriellen Energieumwandlung“, sagt Jennifer Lloyd, Präsidentin und CEO von Power Integrations.

GaN erhöht die Leistungsdichte von Stromversorgungen

GaN-Leistungshalbleiter ermöglichen höhere Schaltfrequenzen, kompaktere Stromversorgungen und effizientere Leistungswandlung. Entscheidend sind dabei Layout, Treiber, Gehäuse und skalierbare Fertigung.

„Der Wechsel zu 800-V-Gleichspannungsarchitekturen in KI-Rechenzentren verändert den Markt für Leistungshalbleiter. Die bisherige Spannungsgrenze von GaN hat den Einsatz im Hauptleistungspfad verhindert und Siliziumkarbid den Vorzug gegeben. Eine Spannungsfestigkeit von 2200 V ändert diese Situation. Sie bietet ausreichende Reserven für einstufige Topologien und macht künftige 1500-V-Rechenzentrums- und Elektrofahrzeug-Architekturen zukunftssicher. Wir erwarten, dass der Markt für GaN-Leistungshalbleiter bis 2031 auf 3,5 Milliarden US-Dollar wächst. Die Ausweitung des Einsatzes auf höhere Spannungen ist ein wichtiger Wachstumstreiber“, erklärt Roy Dagher, Technologie- und Marktanalyst für Verbindungshalbleiter bei der Yole Group.