ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT USCONTACT
ETNdigi-superbanner
2026  # megabox
41  #  square

IN FOCUS

3D-piirit pakottavat suunnittelun huomioimaan lämmön, tehon ja mekaniikan

3D-IC-arkkitehtuureihin siirtyville suunnittelutiimeille suorituskyvyn ja luotettavuuden jatkuva parantaminen tuo mukanaan tuttuja mutta yhä monimutkaisempia haasteita: miten hallitaan tehonkulutusta, poistetaan lämpöä ja otetaan huomioon erilaisten fysikaalisten ilmiöiden monimutkainen vuorovaikutus pinotuissa rakenteissa?

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

ETN

Oct Nov # 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

  • Devices
  • Power

GaN pakottaa suunnittelemaan koko tehomuuntimen uudelleen

Tietoja
Julkaistu: 01.10.2026

GaN-transistorista ei saada täyttä hyötyä vaihtamalla sillä piimosfetti vanhassa tehomuuntimessa. Koko järjestelmä pitää suunnitella uudelleen GaN ominaisuuksien ympärille, sanovat Nexperian Olaf Vogt ja Filippo Scrimizzi (kuvassa oikealla).

Tehoelektroniikassa on pitkään verrattu piitä, galliumnitridiä ja piikarbidia yksittäisten komponenttien ominaisuuksien perusteella. Nexperian mukaan tällainen vertailu kertoo kuitenkin yhä vähemmän siitä, miten hyvin komponentti toimii todellisessa sovelluksessa.

– Asiakkaan pitää muuttaa ajattelutapaansa. On tarkasteltava koko järjestelmän tehokkuutta päästä päähän, Nexperian järjestelmäsovellusten kehitystä Euroopassa johtava Filippo Scrimizzi sanoi Pretzl Connect -tapahtumassa Budapestissa.

GaN kohdalla ero korostuu, koska komponentin käyttäytyminen poikkeaa olennaisesti perinteisestä piimosfetista. Esimerkiksi kolmivaiheisessa invertterissä piikytkimillä voidaan käyttää tyypillisesti satojen nanosekuntien dead time -aikoja. GaN kytkeytyy huomattavasti nopeammin, ja nousu- ja laskuajat voivat olla vain muutamia nanosekunteja.

Jos vanhan piipohjaisen suunnittelun ajoitukset jätetään ennalleen, osa GaN-eduista menetetään. Samalla huomioon on otettava esimerkiksi dynaaminen RDS(on), porttiohjaus sekä piirilevyn layout. Scrimizzin mukaan GaN on layoutille selvästi piimosfettia herkempi.

Nexperia havainnollisti ongelmaa vertaamalla ensimmäisen sukupolven 650 voltin cascode-GaN-transistoria kilpailijan e-mode GaN -komponenttiin. Pelkän datalehden perusteella kilpailijan komponentti näyttää paremmalta lähes kaikilla keskeisillä mittareilla. Sen tyypillinen RDS(on) on 25 milliohmia Nexperian 33 milliohmin sijaan, ja myös lähtökapasitanssin varaus ja lämpövastus ovat paperilla parempia.

Kun komponentit vietiin todelliseen sovellukseen, järjestys kuitenkin muuttui. Nexperian 400 voltista 230 volttiin muuntavassa, 200 kilohertsin buck-muuntimessa yhtiön oma GaN-piiri saavutti suuremmilla tehoilla paremman hyötysuhteen. Nexperian mukaan esimerkki osoittaa, miksi yksittäisiä datalehtiarvoja tärkeämpää on komponentin toiminta osana kokonaista järjestelmää.

Ajattelutapa korostuu AI-datakeskusten teholähteissä, joissa tehotiheys kasvaa nopeasti. Scrimizzin mukaan GaN voi parantaa samanaikaisesti hyötysuhdetta, kytkentätaajuutta, tehotiheyttä ja jäähdytystä. Erityisesti resonanssitopologiat hyötyvät GaN pienemmistä kytkentähäviöistä ja kapasitansseista.

GaN ei silti ole korvaamassa kaikkia muita tehopuolijohteita. Datakeskuksen tehonmuunnosketjun eri kohdissa optimaalinen ratkaisu voi olla pii, GaN tai SiC. Jopa samassa muunninvaiheessa voidaan yhdistää eri teknologioita.

Esimerkiksi CPU, GPU ja DDR-muistien syöttöön käytettävissä monivaihemuuntimissa kytkentätaajuudet ovat nykyisin noin 600 kilohertsin luokkaa. Jos taajuus nostetaan megahertsin tuntumaan, Scrimizzin mukaan yksi kiinnostava ratkaisu olisi käyttää high-side-kytkimenä GaN-transistoria ja säilyttää low-side-kytkimenä piimosfetti.

– GaN ei ole voittava teknologia. Kyse on teknologioiden yhdistelmästä, Scrimizzi tiivisti.

Sama näkyy suuremmilla jännitteillä. Nexperia kehittää AI-datakeskusten teholähteisiin 750 ja 1200 voltin SiC-MOSFETejä sekä 750 voltista 1,2 kilovolttiin ulottuvia SiC-JFET-ratkaisuja hot-swap- ja puolijohdekatkaisimiin. Tulevaisuuden solid-state transformer -ratkaisuihin yhtiö tarkastelee yli 3,3 kilovoltin SiC-komponentteja.

Nexperian Head of Product, Application Marketing and Engineering Olaf Vogtin mukaan olennaista ei siksi ole löytää yhtä puolijohdeteknologiaa, joka voittaisi muut. Yhtiön lähtökohta on valita pii, GaN tai SiC sen perusteella, missä kukin antaa järjestelmätasolla suurimman hyödyn.

Tehoelektroniikan seuraava askel ei siten ole pelkkä siirtyminen uusiin puolijohdemateriaaleihin. Komponentti, kotelointi, jäähdytys, layout ja muuntimen topologia on optimoitava yhtenä kokonaisuutena. Tässä on kyse asiakkaiden kouluttamisesta, tiivisti tuotemarkkinoinnista vastaava Olaf Vogt.

MORE NEWS

GPT-Synopsys ryhtyy piirisuunnittelijaksi

OpenAI ja Synopsys kehittävät yhdessä piirisuunnitteluun erikoistuneen GPT-Synopsys-mallin. Tavoitteena on tekoäly, joka ei vain neuvo suunnittelijaa vaan käyttää itse Synopsysin EDA-työkaluja, tulkitsee niiden tuloksia ja muokkaa piirisuunnitelmaa niiden perusteella.

Vanha DDR4 on nyt DDR5:ää kalliimpaa

Muistimarkkinoilla on syntynyt poikkeuksellinen tilanne. Elinkaarensa lopussa oleva DDR4-muisti maksaa kapasiteettiin suhteutettuna jo selvästi enemmän kuin uudempi DDR5. Taustalla on tekoälybuumi, joka vetää valmistuskapasiteettia HBM- ja DDR5-muisteihin samalla, kun vanhojen järjestelmien DDR4-kysyntä ei katoa mihinkään.

Linux-takaportti piiloutuu tavalliseen sähköpostiliikenteeseen

Tietoturvayhtiö Rapid7 on löytänyt teleoperaattoreiden ja verkon reunalaitteiden Linux-järjestelmiin kohdistuvia uusia takaportteja, jotka pyrkivät piilottamaan toimintansa tavallisen verkkoliikenteen sekaan. AVERAT-haittaohjelma naamioi komentoliikenteensä sähköpostiliikenteeksi.

VTT hakee vauhtia kvanttiteknologian kaupallistamiseen

VTT haluaa vauhdittaa suomalaisen kvanttiosaamisen siirtymistä tutkimuksesta kaupallisiksi tuotteiksi ja liiketoiminnaksi. Työtä ryhtyy marraskuun alussa johtamaan tekniikan tohtori Jani Kivioja, jolla on taustaa sekä suprajohtavien kvanttipiirien tutkimuksesta että teknologiajohtamisesta Nokialla ja Picosunissa.

Phoenix Contact irrottaa PLC:n raudasta

Phoenix Contact tuo markkinoille Virtual PLCnext Controlin, ohjelmistopohjaisen PLC-logiikkaohjaimen, joka ei ole enää sidottu tiettyyn ohjainlaitteistoon. Ohjaussovelluksia voidaan ajaa teollisuus-PCä, reunalaskentalaitteessa tai palvelimella.

Fujitsu haastaa GPU-palvelimet ilmajäähdytetyllä AI-suorittimella

Fujitsu tuo marraskuussa markkinoille 2 nanometrin tekniikalla valmistettavan Monaka-Arm-palvelinprosessorin ja siihen perustuvat palvelimet. Yhtiön tavoitteena on ajaa vaativaa tekoälyinferenssiä erli -päättelyä ilman erillisiä GPU-kiihdyttimiä ja samalla pienentää datakeskusten tehon- ja jäähdytyksen tarvetta.

Saloon nousee kahden miljardin ja 230 megawatin datakeskus

Pohjoismainen datakeskusyhtiö atNorth suunnittelee Saloon noin kahden miljardin euron datakeskusta. FIN05-keskuksen ensimmäisen vaiheen sähköteho on 75 megawattia, mutta koko alue voidaan kasvattaa jopa 230 megawatin kokonaisuudeksi. Asiakkaiden palvelimet mukaan lukien Saloon tehtävät investoinnit voivat nousta jopa 12 miljardiin euroon.

Murata kutisti kolminapaisen kondensaattorin

Murata on aloittanut maailman pienimpien kolminapaisten keraamisten monikerroskondensaattorien massatuotannon. Uudet LLD-sarjan komponentit ovat kooltaan vain 0,6 × 0,3 millimetriä. Niiden avulla voidaan vakauttaa esimerkiksi älypuhelinten ja puettavien laitteiden tehokkaiden piirien syöttöjännitettä entistä pienemmässä tilassa.

Tekoäly pääsee ohjaamaan oskilloskoopin mittauksia

Australialainen Thort Werx on kehittänyt mittausalustan, jossa tekoäly voidaan tuoda suoraan mukaan mittauksen ohjaukseen. Ratkaisun ydin on Picogram-protokolla, jonka kautta AI voi vastaanottaa mittausdatan, analysoida sen ja määrittää, miten seuraava mittaus tehdään.

TDK heijastaa älylasien kuvan suoraan verkkokalvolle

TDK on esitellyt älylasit, joissa kuva heijastetaan suoraan verkkokalvolle vain 150 nanometrin paksuisen metaoptisen peilin avulla. Läpinäkyvä peili voidaan integroida suoraan silmälasilinssiin, joten älylasit voivat näyttää lähes tavallisilta silmälaseilta.

Bensiiniauton vuosisatainen valtakausi murtui

Pelkästään bensiinimoottorilla varustettujen autojen osuus maailman uusien autojen myynnistä on pudonnut ensimmäistä kertaa alle 50 prosentin. Vuoden 2026 ensimmäisellä puoliskolla niiden osuus jäi 49 prosenttiin, kun vielä vuonna 2021 bensiiniautot hallitsivat markkinoita 73 prosentin osuudella.

Reorbit sertifioi tietoturvansa satelliittituotannon kasvaessa

Suomalainen satelliittivalmistaja Reorbit on saanut ISO/IEC 27001:2022 -tietoturvasertifikaatin. Sertifiointi kattaa yhtiön koko tietoturvan hallintajärjestelmän, mukaan lukien fyysiset ja digitaaliset ympäristöt sekä tiedonkäsittelyyn osallistuvat prosessit, järjestelmät ja henkilöstön.

Nanokuvio parantaa anoditonta litiumakkua

Eteläkorealaisen KAISTin (Korea Advanced Institute of Science and Technology.) tutkijat ovat hyödyntäneet puolijohteiden valmistuksesta tuttua nanokuviointia anodittoman litium-metalliakun kestävyyden parantamiseen. Nanorakenteinen kuparipinta ja vain noin 10 nanometrin MXene-kerros saavat litiumin kerrostumaan tasaisemmin ja ehkäisevät akkua vaurioittavien dendriittien muodostumista.

630 kilowattiin ilman PLC-päivitystä

Omron laajentaa taajuusmuuttajiensa tehoalueen 630 kilowattiin uudella R1-sarjalla. M1-sarjan käyttäjille siirtyminen suurempiin tehoihin on tehty mahdollisimman suoraviivaiseksi, sillä nykyiset PLC-ohjelmat ja toimilohkot toimivat Omronin mukaan sellaisenaan myös uudessa taajuusmuuttajassa.

AMD antaa AI-agentille pääsyn suunnittelutyökaluihin

AMD:n uusi Ross ei ole vain agentti, joka tyytyy neuvomaan kehittäjää tai kirjoittamaan koodia. Yhtiön agenttipohjainen tekoälyassistentti kytkeytyy suoraan sulautettujen järjestelmien suunnittelutyökaluihin, joissa se voi hakea tietoa, suorittaa komentoja ja ajaa kokonaisia työnkulkuja. Rossin toiminta ulottuu järjestelmäarkkitehtuurista ja FPGA-suunnittelusta ohjelmistoihin, tekoälyyn ja piirilevysuunnitteluun.

Paras IT-tiketti on se, jota ei koskaan syntynyt

– Paras tiketti on se, jota ei koskaan syntynyt, kiteyttää Matrix42 toimitusjohtaja Niilo Fredrikson. Hänen mukaansa agenttinen tekoäly muuttaa IT-palvelunhallinnan reaktiivisesta tukipalvelusta ennakoivaksi järjestelmäksi, joka pystyy tunnistamaan ja ratkaisemaan ongelmia jo ennen kuin käyttäjän tarvitsee tehdä niistä tukipyyntöä.

GaN pakottaa suunnittelemaan koko tehomuuntimen uudelleen

GaN-transistorista ei saada täyttä hyötyä vaihtamalla sillä piimosfetti vanhassa tehomuuntimessa. Koko järjestelmä pitää suunnitella uudelleen GaN ominaisuuksien ympärille, sanovat Nexperian Olaf Vogt ja Filippo Scrimizzi (kuvassa oikealla).

Voiko AI tehdä turvallisuuskriittisiä päätöksiä verkon reunalla?

Tekoälyä viedään yhä pienempiin laitteisiin verkon reunalle, mutta kuinka paljon päätösvaltaa sille voidaan antaa? Pretzl Connect -tapahtuman paneelissa kysymykseen suhtauduttiin varauksella. AI voi auttaa päätöksenteossa, mutta viimeistä sanaa sille ei vielä haluta antaa.

Iceye ja Nokia rakentavat valtioille omat satelliittiverkot

Suomalaiset Iceye ja Nokia ryhtyvät yhdessä rakentamaan valtioiden omistamia ja hallitsemia LEO-satelliittiviestintäjärjestelmiä. Ensimmäiset tietoliikennesatelliitit on tarkoitus laukaista vuonna 2028.

Viestikapula vaihtuu BCC Solutionsilla – Juri Varis uudeksi toimitusjohtajaksi

BCC Solutionsin toimitusjohtajan viestikapula vaihtuu tänään, kun yhtiön perustajiin kuuluva Mika Joutsila siirtyy eläkkeelle ja Juri Varis ottaa toimitusjohtajan tehtävät. Varis tunnetaan automaatioalalta muun muassa SICK Oy entisenä toimitusjohtajana.

41 42 19/10 20/10 # puffbox mobox till tme native
2026  # mobox för megabox
41  #  mobox för square
Oct Nov   # puffbox mobox till square
TMSNet  advertisement

© Elektroniikkalehti

 
 

TECHNICAL ARTICLES

Postimerkin kokoinen moduuli paikkaa GPS-signaalin

ETN - Technical articleSatelliittipaikannuksen häirintä voi katkaista paljon muutakin kuin paikkatiedon. VIAVIn uusi µPNT GDO-1000 pitää kriittisten järjestelmien kellot synkronissa jopa 24 tuntia GNSS-signaalin katoamisen jälkeen. Postimerkin kokoisen moduulin ytimessä on SiTimen MEMS-oskillaattori.

Lue lisää...

OPINION

Googlen jätti-investointi: aika on kypsä uudelle ydinvoimalle

Googlen 13 miljardin euron investointi Suomeen on valtava uutinen. Vielä suurempi uutinen saattaa kuitenkin olla se, mitä investointi kertoo Suomen sähköntarpeesta. Tekoäly tarvitsee sähköä. Paljon sähköä, tasaisesti ja ympäri vuorokauden.

Lue lisää...

 

LATEST NEWS

  • GPT-Synopsys ryhtyy piirisuunnittelijaksi
  • Vanha DDR4 on nyt DDR5:ää kalliimpaa
  • Linux-takaportti piiloutuu tavalliseen sähköpostiliikenteeseen
  • VTT hakee vauhtia kvanttiteknologian kaupallistamiseen
  • Phoenix Contact irrottaa PLC:n raudasta

NEW PRODUCTS

  • Murata kutisti kolminapaisen kondensaattorin
  • 630 kilowattiin ilman PLC-päivitystä
  • Neliömillin piiri korvaa joukon komponentteja
  • Virtalähde muuttaa sähkökaapista koneen kylkeen
  • 140 watin USB-C-laturi yltää 96 prosentin hyötysuhteeseen
 
 

Section Tapet