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.
