Kaupalliset galliumnitridin tehopiirit eivät pysty käsittelemään yli 600 voltin jännitteitä, mikä rajoittaa niiden käytön kulutuselektroniikkaan. IEEE:n International Electron Devices Meeting k-okouksessa MIT:n, IQE:n, Columbia Universityn, IBM:n ja Singapore-MIT Alliance for Research and Technologyn tutkijat esittivät uuden suunnitteluratkaisun, joka testeissä mahdollisti galliumnitridisten tehopiirin kytkevän 1200 voltin jännitteitä.
Sellaisella on jo riittävästi kapasiteettia vaikka sähköautoihin, mutta tutkijat korostavat, että heidän laite on vasta laboratorion prototyyppi. Tutkijat uskovat, että lisätutkimus voi lisätä kapasiteettia 3300-5000 voltin alueelle, jolloin galliumnitridin tehokkuus saadaan myös sähköverkon tehoelektroniikkaan.
Nykyisissä kaupallisissa galliumnitridin tehopiireissä virtaa kuljetetaan ja ohjaillaan materiaalin ohuessa pintakerroksessa. Sen paksuus voi olla vain 50 nanometriä ja myös kaikki lämpö syntyy tällä alueella.
Keskisuurille ja suuritehoisille sovelluksille pystysuorat rakenteet ovat paljon parempia. Niissä virta kulkee puolijohteen läpi pystysuoraan rakenteen läpi, joten lämpöhäviökin on paljon yhtenäisempi. Lisäksi myös tulo- ja lähtöliitännöillä on enemmän tilaa.
Vaikka nämä edut ovat tunnettuja, galliumnitridistä on vaikea valmistaa pystysuoria rakenteita. Ongelmana on tehokkaan sähkökentän tuottavan ohjausportin toteutus taloudellisesti mielekkäällä tavalla.
Nyt tutkijaryhmä sai aikaan yksinkertaisen, mutta tehokkaan vaihtoehdon. He onnistuivat siinä kaventamalla virtaa kuljettavaa rakennetta niin, että enää ei tarvita sisäisiä eristeitä reitittämään virtaa kapealle alueelle.
Kehitetyillä galliumnitriditransistoreilla on yläpinnalla evämäiset ulokkeet, jonka reunan molemmilla puolilla on sähköiset, porttina toimivat kontaktit. Virta siirtyy transistoriin kontaktin kautta, joka on ulokkeen päällä ja poistuu rakenteen pohjasta. Evien kapeus takaa, että hilaelektrodi pystyy vaihtamaan transistorin päälle ja pois päältä.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 11.12.2017
Autoteollisuus on siirtymässä yhä monimutkaisempiin ohjelmistopohjaisiin järjestelmiin, joissa virheetön ohjelmisto on elintärkeää turvallisuuden ja suorituskyvyn varmistamiseksi. Ohjelmiston laatu ja luotettavuus eivät ole enää vain valinnaisia ominaisuuksia, vaan kriittisiä vaatimuksia erityisesti autonomisessa ajamisessa, kehittyneissä kuljettajaa avustavissa järjestelmissä (ADAS) ja yhdistetyissä ajoneuvojärjestelmissä.
Kestävä digitaalinen infrastruktuuri on kriittinen, jotta tietoliikenneverkot voidaan tehokkaasti valjastaa tekoälyinnovaatioiden ja pilvipohjaisten palveluiden tarpeisiin. Tekoälyyn liittyvien datarikkaiden sovellusten lisääntyvä kysyntä edellyttää tietoliikenneverkkoa, joka kykenee käsittelemään suuria tietomääriä alhaisella viiveellä, kirjoittaa Orange Businessin kumppaniratkaisuista vastaava Carl Hansson.
Euroopan unioni ottaa merkittävän askeleen avaruusteknologian kehittämisessä allekirjoittamalla sopimuksen uuden IRIS²-satelliittijärjestelmän toteuttamisesta. Tämä 290 satelliitin verkko on suunniteltu vahvistamaan Euroopan itsenäisyyttä ja turvallista yhteydenpitoa.
Jotta voidaan vastata uuden teknologian vaatimuksiin ja pitää järjestelmät toimimassa ”kellon tavoin”, on aika harkita ajoitusratkaisuja uudelleen. Tässä kaksiosaisessa "Precision Timing" -artikkelissa opit, miksi mikroelektromekaanisiin järjestelmiin eli MEMS-komponentteihin perustuvat piiajoituslaitteet päihittävät kvartsin elektroniikkasuunnittelun uudella aikakaudella. 
Matalatehoisten langattomien ratkaisujen asiantuntija Nordic Semiconductor ja eSIM-ratkaisuja kehittävä Kigen ovat julkistaneet yhteistyön, joka sujuvoittaa massiivisten IoT-verkkojen käyttöönottoa. Yhdessä he esittelevät CES 2025 -messuilla ratkaisun, joka yhdistää Nordic Semiconductorin nRF9151-moduulin ja Kigenin SGP.32 IoT eSIM-teknologian sekä laitteiden hallinta-alustan.
