ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT USCONTACT
etndigi1-2026

IN FOCUS

R&S FSWX: new horizons in signal and spectrum analysis

 

Demanding mobile radio and wireless applications can push HF components to their physical limits. The FSWX signal and spectrum analyzer was developed to characterize components under challenging conditions. The analyzer is the first model with two input ports, filter banks to pre-filter and cross-correlate for noise suppression. The features were previously found only in high-quality phase noise testers.

Lue lisää...

ETNtv

 
ECF25 videos
  • Jaakko Ala-Paavola, Etteplan
  • Aku Wilenius, CN Rood
  • Tiitus Aho, Tria Technologies
  • Joe Hill, Digi International
  • Timo Poikonen, congatec
  • ECF25 panel
ECF24 videos
  • Timo Poikonen, congatec
  • Petri Sutela, Testhouse Nordic
  • Tomi Engdahl, CVG Convergens
  • Henrik Petersen, Adlink Technology
  • Dan Still , CSC
  • Aleksi Kallio, CSC
  • Antti Tolvanen, Etteplan
ECF23 videos
  • Milan Piskla & David Gustafik, Ciklum
  • Jarno Ahlström, Check Point Software
  • Tiitus Aho, Avnet Embedded
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Pasi Suhonen, Rohde & Schwarz
  • Joachim Preissner, Analog Devices
ECF22 videos
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Timo Poikonen, congatec
  • Kimmo Järvinen, Xiphera
  • Sigurd Hellesvik, Nordic Semiconductor
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Andrea J. Beuter, Real-Time Systems
  • Ronald Singh, Digi International
  • Pertti Jalasvirta, CyberWatch Finland
ECF19 videos
  • Julius Kaluzevicius, Rutronik.com
  • Carsten Kindler, Altium
  • Tino Pyssysalo, Qt Company
  • Timo Poikonen, congatec
  • Wolfgang Meier, Data-Modul
  • Ronald Singh, Digi International
  • Bobby Vale, Advantech
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Zach Shelby, Arm VP of Developers
ECF18 videos
  • Jaakko Ala-Paavola, Etteplan CTO
  • Heikki Ailisto, VTT
  • Lauri Koskinen, Minima Processor CTO
  • Tim Jensen, Avnet Integrated
  • Antti Löytynoja, Mathworks
  • Ilmari Veijola, Siemens

logotypen

Apr # TME square
TMSNet  advertisement
ETNdigi
A la carte
AUTOMATION DEVICES EMBEDDED NETWORKS TEST&MEASUREMENT SOFTWARE POWER BUSINESS NEW PRODUCTS
ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT US CONTACT
Share on Facebook Share on Twitter Share on LinkedIn

GaN voittaa taistelun tehomarkkinoista

Tietoja
Julkaistu: 14.04.2025
Luotu: 14.04.2025
Viimeksi päivitetty: 14.04.2025
  • Devices
  • Power
  • Business

SiC vai GaN vai MOSFET vai IGBT:t? Jokaisella on oma paikkansa. Power Integrations uskoo galliumnitridiin teknologiana. Lopulta se valtaa markkinat aina satojen kilowattien teholuokkiin asti.

Käsitys GaN-teknologian asemasta on muuttunut merkittävästi uusimpien GaN-komponenttien julkaisun myötä. Power Integrations esitteli GaN-komponentin, jonka läpilyöntijännite on 1700 V. Tämä on 450 volttia aiempaa huippua enemmän ja 70 % enemmän kuin mitä mikään muu valmistaja tarjoaa.

Suurin osa GaN-yrityksistä kamppailee päästäkseen edes 750 V yläpuolelle. PI on julkaissut flyback-tyyppisen tehonsyöttöpiirin, InnoMux-2:n, joka on luokiteltu 1700 V:iin, joten se soveltuu erinomaisesti esimerkiksi 1000 VDC -väyläjärjestelmiin. Tuote on tilattavissa 16 viikon toimitusajalla volyymituotantoon, ja näytteitä on heti saatavilla.

Mitä tämä tarkoittaa teollisuudelle ja koko "GaN vs. SiC – mikä on paras teho-IC-teknologia?" -keskustelulle? PI uskoo, että GaN tulee pian soveltumaan kaikkiin sovellussektoreihin aina matalista, kymmenien wattiin tehoista useisiin satoihin kilowatteihin saakka.

GaN on jo voittanut pienitehoisten laturien markkinan noin 30 W:sta 240 W:iin. Tämä johtuu siitä, että se on huomattavasti tehokkaampi kuin Super Junction MOSFETit, koska GaN:lla on käytännössä olemattomat kytkentähäviöt ja erittäin alhainen ominaisvastus (RDSON). Tämän ansiosta saavutetaan suurempi tehopakattu tiheys, laitteet voivat olla pienempiä tai tehokkaampia, ja lämmönhallinta on paljon helpompaa.

Vaikka MOSFETit ovat tällä hetkellä halvempia kuin GaN-HEMTit, niiden vaatimat kehittyneet resonanssitopologiat ja jäähdytyselementit tekevät niistä järjestelmätasolla kalliimpia kuin GaN. GaN:n etu vain kasvaa, kun mittakaavaedut alkavat vaikuttaa ja tuotanto kasvaa. Ainoa syy, miksi MOSFET saattaa olla parempi valinta hyvin matalatehoisissa sovelluksissa (esim. alle 20 W), on se, että GaN-sirut ovat niin pieniä tällä tehotasolla, että niiden käsittely on haastavaa.

Artikkeli löytyy kokonaisuudessaan alla ja uusimmasta ETNdigi-lehdestä.

 

GaN IS WINNING THE POWER BATTLE

SiC v GaN v SJ MOSFETs v IGBTs? Each has its place and that’s why we, at Power Integrations, do not treat GaN as a market, it’s a technology. It’s just one of many in our armoury, along with SiC and various different MOSFET technologies and we use what we determine to be the most appropriate, application by application.

Doug Bailey, Power Integrations

The perception of GaN’s place has changed significantly with our recent dramatic launch of a GaN device – and I think that is a justifiable adjective to use – with a breakdown voltage of 1700 V. Let’s put that into perspective: 1700 V is 450 V higher than our previous best, and 70% higher than the best offered by any other maker (which, incidentally, we believe is currently not available as a shippable high-volume product). Most GaN companies are struggling to get much above 750 V. We launched a flyback power supply IC, InnoMux-2, that is rated at 1700 V, so it can easily cope with 1000 VDC rail applications. It is available to order with a 16-week delivery lead time in volume, and samples are available off the shelf.

What does this mean for industry and the whole ‘GaN v SiC, which power IC technology is best’ discussion?

In short, we believe that GaN will soon be able to address all application sectors from the low 10s of watts up to 100s of kilowatts.

Let’s break it down. GaN has already won the low power charger market from 30 W to, say, 240 W. This is because it is much more efficient than Super junction MOSFETs, featuring negligible switching losses and very low specific RDSON. Therefore, higher power densities are achievable, devices can be made smaller or more powerful, and the thermal management challenge is much reduced.  Although MOSFETs are currently cheaper than GaN HEMTs, the need for advanced resonant topologies and heatsinks makes them less cost-effective than GaN at the system level. This GaN advantage will only improve as economies of scale kick in and production ramps up. The only reason why MOSFETs may be preferred for very low power applications (for example <20 W) is that the GaN die at low power levels are so small they are hard to handle.

As we move up in power levels through 500 W, 1 kW and up to 10kW, GaN is also winning. Here we are looking at applications such as refrigerators, e-bike chargers, washing machines and other white goods, HVAC compressors, solar, certain automotive functions such as the on-board charger and lead-acid replacement battery circuits, and server PSUs. All these are transitioning from MOSFETs. Some have already made the move to SiC, and since SiC and GaN have comparable efficiency ratings, why should GaN prevail here? Simply, the reason is cost. SiC requires huge amounts of energy to create the high processing temperatures required. GaN does not. A GaN device is inherently no more expensive to produce than a silicon part – devices can even be made on the same production lines with relatively few modifications.

Kuva 1. GaN has already won the low power charger market from 30 W to 240 W.

More and more of these 1 to 10kW applications – previously the preserve of MOSFETs and SiC - will be addressable by GaN, and it won’t stop there. Currently, GaN tops out at around 7-10 kW. That’s a little short of satisfying the needs of the EV inverter market – the biggest single power IC application TAM – but you only need another factor of 10 to get to EV power levels of a few hundred kW, and a factor of 10 in high tech is a matter of just a few years. There's no substantive constraint, there's no physical limitation…it’s not invention or inspiration that is needed, it's development.

At the very high power end of the scale - multi-megawatt wind turbines and gigawatt high-voltage DC installations - IGBTs are well established and comparatively cheap. Therefore, SiC looks set to be squeezed into a relatively small section of the market, which needs the higher currents that the vertical technology can offer.

One final point. When any new technology comes along, or takes a significant step forward, the first thing it does it to directly replace the previous tech. But then someone bright comes along and says, ‘well that’s OK, but the new tech allows us to completely rethink the design – to come up with a new concept that makes best use of the new technology without referring back to what was required by the old’. We’re continuing to innovate at the microelectronics, packaging, system, and algorithm levels to develop application-specific power products that advance efficiency, cost-effectiveness, and component count, opening up new ideas for new markets.

MORE NEWS

GaN vie USB-C:n teollisuuteen

USB-C on tähän asti ollut käytännössä kuluttajalaitteiden liitin. Nyt se alkaa murtautua myös teollisiin virtalähteisiin. Renesas Electronics on esitellyt GaN-pohjaisen AC/DC-alustan, jossa USB-lataus yhdistyy jopa 500 watin teholuokkaan.

Kuulento ei perustu vieläkään huipputekniikkaan

Ensimmäinen miehitetty kuulento yli 50 vuoteen on käynnissä, mutta yksi asia ei ole muuttunut. Avaruudessa ei käytetä uusinta mahdollista elektroniikkaa. Päinvastoin kaikkein kriittisimmissä järjestelmissä luotetaan tarkoituksella vanhempaan, mutta paremmin ennustettavaan puolijohdetekniikkaan.

Fujitsun tekoäly generoi dokumentoinnin vanhasta lähdekoodista

Fujitsu on tuonut Japanissa saataville palvelun, joka analysoi legacy-lähdekoodia ja tuottaa siitä automaattisesti suunnitteludokumentteja. Ratkaisu kohdistuu modernisoinnin alkuvaiheeseen, jossa suurin haaste on usein vanhan järjestelmän rakenteen ymmärtäminen.

DRAM kallistuu rajusti – Raspberry Pi nostaa hintojaan

Raspberry Pi joutuu nostamaan tuotteidensa hintoja muistimarkkinan rajun muutoksen seurauksena. Yhtiön mukaan sen käyttämän LPDDR4-DRAM-muistin hinta on noussut vuodessa jopa seitsenkertaiseksi.

Tria yrittää tehdä RF-integraatiosta näkymätöntä

Tria tuo aiemmin omiin järjestelmiinsä sidotut langattomat moduulit nyt erillisinä tuotteina. Samalla yhtiö yrittää ratkaista tutun ongelman: RF-osien ja laskentamoduulien yhteensopivuuden ja elinkaaren hallinnan.

Rohde & Schwarz tuo EMC-vaatimukset suoraan suunnittelijan puhelimeen

EMC ei ole enää pelkkä loppuvaiheen testauskysymys. Yhä useammin vaatimukset pyritään ottamaan huomioon jo suunnittelun alkuvaiheessa, ennen ensimmäistäkään mittausta. Tätä muutosta kuvastaa Rohde & Schwarzin uusi EMC Navigator -sovellus.

Uusi MOSFET säästää piirilevytilaa autojen tehonjaossa

STMicroelectronics tuo markkinoille uuden Smart STripFET F8 -teknologiaan perustuvan MOSFET-sarjan, joka tuo hyvin matalan johtokanavaresistanssin pienessä kotelossa. Tämän ansiosta auton tehonjaossa ja akuston hallinnassa voidaan pienentää johtohäviöitä ja samalla säästää piirilevyalaa.

Verge sanoo tehneensä historiaa

Suomalais-virolainen Verge Motorcycles kertoo saaneensa ensimmäisen uuden sukupolven TS Pro -sähkömoottoripyörän tuotantolinjaltaan. Yhtiön mukaan kyseessä on samalla historian ensimmäinen tuotantovalmisteinen moottoripyörä, jossa käytetään täysin kiinteän elektrolyytin all-solid-state -akkua.

Ethernet kutistuu kahteen johtimeen ja haastaa kenttäväylät

Ethernetin uusin kehityssuunta ei tähtää suurempiin nopeuksiin vaan pienempään ja yksinkertaisempaan toteutukseen. Single Pair Ethernet mahdollistaa tiedonsiirron yhdellä johdinparilla ja tuo Ethernetin suoraan kenttälaitteisiin, joissa ovat tähän asti hallinneet CAN ja RS-485.

Tria tuo kolmen käyttöjärjestelmän tuen Arm-korteille

Tria laajentaa Qualcomm-pohjaisten embedded-alustojensa käyttöjärjestelmätukea niin, että samalla laitteistolla voi käyttää Yocto Linuxia, Windows 11 IoT:tä ja myöhemmin myös Androidia. Suunnittelijalle uutinen on kiinnostava siksi, että käyttöjärjestelmävalinta ei enää sido yhtä tiukasti prosessoriarkkitehtuuriin tai laitealustaan, vaikka osa lupauksista jää vielä ilman käytännön vertailulukuja.

ICEYEn uudet satelliitit tarkentavat 25 senttiin

ICEYE on vienyt kiertoradalle kuusi uutta tutkasatelliittia, joista osa kasvattaa yhtiön omaa kuvauskapasiteettia ja osa tukee Puolan ja Portugalin kansallisia ohjelmia. SAR-kuvauksen saatavuutta ja kohteiden kuvaus ICEYE lisäsi avaruudessa olevaa SAR-kalustoaan kuudella uudella satelliitilla SpaceX:n Transporter-16-lennolla. Yhtiön mukaan satelliitit ovat muodostaneet yhteyden maahan ja käyttöönotto on käynnissä.

Kannettava EV-laturi ratkaisee latausongelman, jota ei oikeastaan olekaan

MSI tuo markkinoille kannettavan sähköauton laturin, joka yhdistää tavallisen pistorasian ja tehokkaamman 240 voltin latauksen samaan laitteeseen. Ratkaisu on suunnattu tilanteisiin, joissa kiinteää latausinfraa ei ole. Monilla markkinoilla ongelma on kuitenkin jo pitkälti ratkaistu muilla keinoin.

Alibaba lupaa huippusuorituskykyä omalla RISC-V:llä

Kiinalainen Alibaba tuo RISC-V-arkkitehtuurin entistä suoremmin AI-laskennan ytimeen uudella XuanTie C950 -prosessorillaan. 5 nanometrin piirillä tavoitellaan paikkaa inferenssikuormien suorittajana, mutta väitteet suorituskyvystä jäävät ilman vertailukohtia.

Mikro-ohjaimen turhat herätykset kuriin

Nanopower Semiconductor on vienyt nPZero-virransäästöpiirinsä volyymituotantoon. Yhtiön idea on yksinkertainen mutta käytännössä kiinnostava. Siinä erillispiiri hoitaa anturien valvontaa silloin, kun päämikro-ohjain voidaan pitää syvässä unessa, mikä voi pidentää paristo- ja energiankeruulaitteiden käyttöaikaa tuntuvasti.

Raudalle poltettu LLM on äärimmäisen nopea – mutta sillä on rajansa

Ajatus kuulostaa radikaalilta. Kielimalli ei enää pyöri raudalla, vaan se on itse rauta. Yhdysvaltalainen Taalas esittelee niin sanottua LLM burner -lähestymistapaa, jossa kokonainen kielimalli kirjoitetaan suoraan ASIC-piirille. Yhtiön HC1-demopiiri ajaa Llama 3.1 8B -mallia jopa lähes 17 000 tokenin sekuntinopeudella. Vertailun vuoksi perinteiset GPU-ratkaisut jäävät satoihin tokeneihin sekunnissa, ja erikoiskiihdyttimetkin tuhansiin.

Uusi IronKey piilottaa datan kokonaan: tikulta ei saa ulos edes salattua sisältöä

Kingston markkinoi uutta IronKey Locker+ 50 G2 -muistitikkuaan AES-256-salauksella ja yritystason tietoturvalla. Käytännön testissä kiinnostavampi kysymys on kuitenkin yksinkertainen: mitä tikulta saa ulos ilman salasanaa? Vastaus on yllättävän selkeä: ei mitään.

Yksi prompt riitti: ChatGPT saattoi vuotaa dataa ilman varoituksia

Check Pointin tutkijat löysivät ChatGPT:stä haavoittuvuuden, joka mahdollisti keskusteludatan huomaamattoman siirtämisen ulkopuoliselle palvelimelle. Kyse oli infrastruktuuritason sivukanavasta, joka kiersi normaalit suojaukset. Vaikka ongelma on korjattu, tapaus paljastaa AI-ympäristöjen uuden riskiluokan.

Akkulaitteiden yleistyminen nostaa sähköpalojen riskiä kodeissa

Ladattaviin laitteisiin liittyvät sähköpalot ovat selvästi lisääntyneet viime vuosina. Taustalla ei ole pelkästään tekniikka, vaan usein tapa, jolla laitteita käytetään ja ladataan, kertoo Turvallisuus- ja kemikaalivirasto Tukes.

ABB tuo generatiivisen tekoälyn osaksi energianhallintaa

ABB on liittänyt generatiiviseen tekoälyyn perustuvan Industrial Knowledge Vault -toiminnallisuuden osaksi Ability Energy Management Systemiä. Tavoitteena on nopeuttaa energiankulutuksen, päästöajureiden, kustannusten ja laitteiden suorituskyvyn tulkintaa ilman raskasta raporttien ja näkymien läpikäyntiä.

64 bittiä tuo moniydinsuunnittelun IoT-laitteisiin

Nykyaikaiset järjestelmät vaativat yhä monipuolisempia prosessointiratkaisuja. Linuxissa ajettava reunatekoly ja koneoppiminen lisäävät kompleksisuutta, samalla kun turvallisuuskriittinen ohjaus ja tietoturvasovellukset edellyttävät reaaliaikaista determinismiä. Tämä yhdistelmä kasvattaa kysyntää arkkitehtuureille, joissa useat hartit eli laitteistoketjut voivat ajaa erilaisia kuormia rinnakkain.

ETNdigi - Watch GT Runner 2
TMSNet  advertisement

© Elektroniikkalehti

 
 

TECHNICAL ARTICLES

64 bittiä tuo moniydinsuunnittelun IoT-laitteisiin

Nykyaikaiset järjestelmät vaativat yhä monipuolisempia prosessointiratkaisuja. Linuxissa ajettava reunatekoly ja koneoppiminen lisäävät kompleksisuutta, samalla kun turvallisuuskriittinen ohjaus ja tietoturvasovellukset edellyttävät reaaliaikaista determinismiä. Tämä yhdistelmä kasvattaa kysyntää arkkitehtuureille, joissa useat hartit eli laitteistoketjut voivat ajaa erilaisia kuormia rinnakkain.

Lue lisää...

OPINION

Agenttikoodaus muuttaa myös sulautetun kehityksen

CodeBoxxin perustajan Nicolas Genestin mukaan ohjelmistokehitys on kääntynyt päälaelleen: koodia ei enää kirjoiteta, vaan tekoälyä orkestroidaan kohti tavoitetta. Muutos näkyy erityisen voimakkaasti sulautetuissa järjestelmissä, joissa tiukka laitteisto–ohjelmisto-integraatio, pitkät validointisyklit ja virheiden korkea hinta tekevät agenttipohjaisesta kehityksestä poikkeuksellisen merkittävän murroksen.

Lue lisää...

 

LATEST NEWS

  • GaN vie USB-C:n teollisuuteen
  • Kuulento ei perustu vieläkään huipputekniikkaan
  • Fujitsun tekoäly generoi dokumentoinnin vanhasta lähdekoodista
  • DRAM kallistuu rajusti – Raspberry Pi nostaa hintojaan
  • Tria yrittää tehdä RF-integraatiosta näkymätöntä

NEW PRODUCTS

  • AES ei vielä tee muistitikusta turvallista
  • Toughbook 56 tuo tekoälyn kentälle ilman pilveä
  • RECOM laajentaa moduuleista erillismuuntimiin
  • Suosittu vähävirtainen IoT-yhteys helposti lisäkortilla
  • Tämä ajuri auttaa pitämään auton hengissä pakkasaamuna
 
 

Section Tapet