Gallium-nitridi (GaN) ottaa ratkaisevan askeleen kohti volyymituotantoa, kun alan suuret toimijat siirtyvät kehittämään ja valmistamaan GaN-tehopiirejä 300 millimetrin kiekoilla. Siirtymä tuo mukanaan merkittäviä kustannusetuja, parempaa suorituskykyä ja vauhdittaa GaN-teknologian leviämistä yhä laajemmille tehoalueille – aina kuluttajalatureista sähköajoneuvoihin ja datakeskusten energiajärjestelmiin.
Belgialainen tutkimus- ja innovaatiokeskus Imec ilmoitti eilen käynnistävänsä uuden 300 millimetrin GaN-teknologiaohjelman. Se tähtää sekä alhaisen että korkeajännitteisiin tehoelektroniikkasovelluksiin ja pyrkii tuomaan GaN-prosessit samaan kokoluokkaan eli 12-tuumaisille kiekoille kuin perinteinen CMOS-valmistus.
Ensimmäisinä kumppaneina ohjelmaan liittyivät AIXTRON, GlobalFoundries, KLA Corporation, Synopsys ja Veeco.cImecin tavoitteena on kehittää täysi 300 mm GaN-on-Si prosessi ensin 100 V:n luokan p-GaN HEMT -piireille, ja myöhemmin 650 V ja sitä korkeammille jännitteille QST-pohjaisilla kiekoilla. 300 mm-infrastruktuuri otetaan käyttöön Leuvenin tutkimuskeskuksessa vuoden 2025 loppuun mennessä.
Ohjelma jatkaa Imecin menestyksekästä 200 mm GaN-työtä, mutta siirtymä 300 millimetrisille kiekoille avaa mahdollisuuden edistyneempiin ja kustannustehokkaampiin tehopiireihin, kuten tehokkaisiin syöttömuuntimiin CPU- ja GPU-prosessoreille.
Myös Infineon Technologies on ilmoittanut saavuttaneensa merkittävän virstanpylvään. Yritys on valmistanut ensimmäiset 300 mm GaN-tehokiekot pilottilinjallaan Villachissa, Itävallassa. Infineon kertoo aloittavansa asiakasnäytteiden toimitukset vuoden 2025 viimeisellä neljänneksellä ja tähtää täyteen volyymituotantoon lähivuosina. Infineon arvioi, että 300 mm GaN-prosessit parantavat tuottavuutta ja laskevat valmistuskustannuksia jopa 20–30 %, mikä vauhdittaa teknologian kilpailukykyä SiC- ja MOSFET-ratkaisuihin nähden.
Siirtymä suurempiin kiekkokokoihin osuu hetkeen, jolloin GaN-teknologia on muutenkin murtautumassa uuteen vaiheeseen. Esimerkiksi Power Integrations julkaisi huhtikuussa 2025 uuden InnoMux-2 -piirin, jonka läpilyöntijännite on peräti 1700 V – 70 % enemmän kuin kilpailijoilla. Tämä avaa GaN:lle ovet myös satojen kilowattien teholuokkiin, joissa SiC on aiemmin hallinnut.
GaN on jo voittanut pienitehoisten laturien ja verkkosovellusten markkinan 30–240 W alueella, ja sen etumatka kasvaa, kun sirukoot ja tuotantomenetelmät paranevat. Suuremmille kiekkoille siirtyminen on seuraava looginen askel: se alentaa yksikkökustannuksia ja tuo GaN:n kilpailukykyiseksi vaihtoehdoksi myös teollisuuden ja sähköautojen suurtehosovelluksissa.
Virtaamamittaus on monissa laitteissa kriittinen mutta usein ongelmallinen toiminto. Perinteiset mekaaniset anturit kuluvat ja jäävät sokeiksi pienille virtausnopeuksille. Ultraäänitekniikkaan perustuvat valmiit moduulit tarjoavat nyt tarkan, huoltovapaan ja helposti integroitavan vaihtoehdon niin kuluttaja- kuin teollisuussovelluksiin.