Tehoelektroniikassa on jo käynnissä iso murros. Vanha piitransistoreihin pohjaava elektroniikka on monilla sovellusalueilla korvautumassa joko piikarbidilla tai galliumnitridillä. Todennäköisesti seuraava pienen laitteen laturisi on jo uudempaa tekniikkaa.
Isossa kuvassa piin asema säilyy vielä pitkään, ennen kaikkea kustannustekijöiden takia. Uusista materiaaleista piikarbidi on erinomainen, kun tehot ja jännitteet kasvavat merkittävästi, kuten yli kilovolttiin.
Alemmilla jännitealueilla kisa on enemmän auki. Valinta piin, SiC:n ja GaN:n välillä riippuu valmistajan kyvystä optimoida rakenteita. Tämä näkyy hyvin irlantilaisen Navitasin uudessa GanFast-sarjan uudessa NV6128-piirissä.
Navitas on jo toimittanut markkinoille yli 13 miljoonaa GaNFast-piiriä. Niit on käytetty esimerkiksi Lenovon, Dellin, OPPOn ja Xiaomin nopeissa latureissa, joissa tehot ovat (läppäreissä) yltäneet 200 wattiin. Uusin piiri pystyy käsittelemään 66 prosenttia aiempaa korkeampia virtoja.
Tämä tarkoittaa, että GaN-piireillä voidaan toteuttaa aina 500 watin tehoon yltäviä latureita. Uutuuspiirin nimellisjännite on 650 V ja maksimiarvo reitattu 800 volttiin. Piiri kestää 2 kilovoltin ESD-piikkejä.
NV6128-piiri säilyttää GaN-tekniikan isot edut piihin verrattuna. Kytkentänopeus on jopa 20-kertainen, joten häviöt jäävät selvästi pienemmiksi. Piirin läpi voidaan ajaa jopa 3 kertaa enemmän virtaa, joten latureista saadaan jopa olme kertaa nopeampia. Tämä on iso tekijä, kun laitevalmistajat yrittävät houkutella kuluttajia ostamaan laitteensa.
Navitas ei aio pysähtyä kulutuselektroniikkaan, vaan toimitusjohtaja Gene Sheridanin mukaan seuraavaksi tähtäimessä ovat monen kilowatin datakeskukset, sähköautot ja muut uudet energiaratkaisut. Galliumnitridin etuna on myös piitä pienempi koko. Kännykän ja läppärin laturi kutistuu selvästi, mutta myös suurempien laitteiden tehonsyöttöön saadaan parempi hyötysuhde.
Teollisuusrobotiikan nopea kasvu ja siirtymä kohti teollisuus 4.0 -ympäristöä nostavat ajoituksen kriittiseksi suorituskykytekijäksi. Älykkäät robotit, IoT-verkot ja tekoälypohjainen laadunvalvonta edellyttävät alle mikrosekunnin synkronointia, johon perinteiset kvartsiratkaisut eivät aina pysty vastaamaan vaativissa tehdasolosuhteissa. Piipohjaiset MEMS-ajoituspiirit tarjoavat tarvittavan vakauden, iskunkestävyyden ja lämpötilansietokyvyn.
