logotypen
 
 

IN FOCUS

Seuraava autosi ajaa Ethernetillä

Autoteollisuus on siirtymässä yhteen Ethernet-pohjaiseen selkärankaan. Tämä muutos mahdollistaa ajoneuvojen jakamisen "vyöhykkeisiin", joista kukin voi kommunikoida tehokkaasti keskitetyssä laskentaympäristössä IP-pohjaisen ja yleisesti käytössä olevan Ethernet-verkon kautta.

Lue lisää...

Galliumnitridi (GaN) on laajan kaistaeron (wide band gap) puolijohdemateriaali, joka tarjoaa perinteiseen piihin verrattuna monia etuja suorituskyvyn ja muiden ominaisuuksien osalta. Innoscience vie nyt GaN-tekniikan seuraavalle tasolle tuomalla markkinoille korkealaatuisia ja luotettavia laitteita kohtuulliseen hintaan.

Piihin verrattuna GaN tarjoaa korkean hyötysuhteen, suuren kytkentänopeuden, erinomaisen lämmönhallinnan, pienen sirukoon ja kevyen painon. GaN-pohjaisten laitteiden suurimittainen yleistyminen tehosovelluksissa edellyttää vielä kuitenkin eräiden rajoitteiden ratkaisemista liittyen lähinnä massatuotannon asettamiin haasteisiin ja kustannusten pienentämiseen.

Marraskuussa 2021 pidetyssä laajan kaistaeron puolijohteisiin erikoistuneessa PowerUp Virtual Expo -näyttelyssä Innosciencen toimitusjohtaja Denis Marcon luotasi puheessaan tekniikan nykytilaa. Innoscience on eturintamassa tekemässä GaN-teknologiasta laajasti käyttökelpoista tuomalla markkinoille korkealaatuisia ja luotettavia
laitteita kohtuulliseen hintaan.

Marconin mukaan GaN-teknologiassa ollaan astumassa uuteen vaiheeseen, jossa vaatimuksena on suuren volyymin tuotannon järjestäminen ja toimitusvarmuuden takaaminen kaikkien uusien markkinoille tulevien GaN-pohjaisten sovellusten tukemista varten. Toinen tärkeä pyrkimys on GaN-pohjaisten tuotteiden hinnan merkittävä alentaminen, jolloin teknologian tarjoamat edut saadaan laajemmin käyttöön ilman että siitä tarvitsee maksaa kovin paljon ylimääräistä.

Suurimpana kokonaan GaN-teknologiaan keskittyvänä integroitujen piirien valmistajana Innoscience on ollut hyvin aktiivinen, että nämä vaatimukset saadaan ratkaistua. Yhtiöllä on maailman suurin 8-tuumaisten GaN-on-Si-kiekkojen tuotantokapasiteetti. Viime syksynä yhtiön tuotantokapasiteetti oli 10 000 kiekkoa kuukaudessa, vuoden vaihteessa päästiin jo 14 000 kiekon tuotantoon kuukaudessa ja vuoteen 2025 mennessä on tarkoitus päästä 70 000 kiekon kuukausitoimituksiin.

GaN-teknologia on kehittynyt viime vuosina merkittävästi. Vielä kymmenisen vuotta sitten oltiin tuotekehityksessä tämän innovatiivisen teknologian testaus- ja kokeiluvaiheissa. Seuraavassa vaiheessa vuosina 2010-2015 ensimmäisiä tuotteita alettiin saada markkinoille, jolloin käyttäjillä oli ensi kertaa mahdollisuus ostaa GaN-piirejä ja ottaa niitä käyttöön todellisissa projekteissaan.

GaN VAATII UUSIA SUUNNITTELUJA

Kolmas vaihe alkoi vuonna 2015. Tuolloin järjestelmäsuunnittelijat totesivat, että GaN-piirejä ei voida suoraan liittää olemassa oleviin suunnitteluihin. Niillä ei voida suoraan korvata suunnittelussa piipohjaisia piirejä, jotta saataisiin käyttöön GaN:n tarjoamat suorituskyvyn edut, vaan se edellyttää tuotteiden uudelleen suunnittelua.

Nyt Marconin mukaan on vuorossa jälleen uusi vaihe, jossa pääpaino on kustannusten vähentämisessä, toimintavarmuuden parantamisessa ja GaN-massavalmistuksen mahdollistamisessa, jotta kaikkia uusia markkinoille tulevia sovelluksia pystytään tukemaan.

Innosciencen lähestymistapana mainittujen vaatimusten saavuttamiseksi oli ensinnäkin hyödyntää suurta valmistuskapasiteettia käyttämällä piipiirien massavalmistuksen tuotantoprosessin laitteistoja. Toisena osana Innosciencen ohjelmassa oli pyrkimys lisätä toimivien sirujen määrää kiekolla käyttämällä suuremman kokoista kiekkoa eli siirtymällä 6-tuumaisesta 8-tuumaiseen kiekkoon, vähentämällä ominaisresistanssia (mikä tarkoittaa pienempää piirikokoa) ja lopulta lisäämällä virheettömien sirujen lukumäärä kiekolla (saanto).

- Alkuperäinen Zhuhaissa sijaitseva piiritehdas täyttää autoelektroniikan tuotantovaatimukset ja siellä olevien laitteistojen valmiutena on valmistaa 4 000 kiekkoa kuukaudessa. Sen jälkeen Suzhou’in on rakennettu 16 kertaa Zhuhain tehdasta suurempi toinen tehdas, jonka laitteistojen kapasiteettia ollaan lisäämässä 6 000 kiekosta 65 000 kiekkoon kuukaudessa. Kaikkien Innosciencen tuotantolaitosten laitteistot perustuvat piipiirien valmistuksessa käytettäviin tuotantolinjoihin, joiden etuna on piipiirien valmistusprosesseista saadut optimoidut ratkaisut pitkän ajan kuluessa, Denis Marcon sanoo.

Mitä tulee itse GaN-FETteihin, on Innoscience pystynyt vähentämään piirien ominaisresistanssia RDS(on) (mikä mahdollistaa kooltaan pienempien piirien tuotekehityksen) ottamalla käyttöön Innosciencen termejä käyttäen ’kuormitettavuutta lisäävän kerroksen’ (stress enhancement layer), joka kerrostetaan hilan muodostuksen jälkeen. Tällä tavoin Innoscience on voinut kasvattaa 2-D -elektronikaasutiheyttä (2DEG) ja sen seurauksen vähentää 2DEG-resistanssia ilman, että sillä on vaikutusta muihin parametreihin kuten kynnysjännitteeseen tai vuotovirtaan.

Innoscience on ottanut tehtäväkseen parantaa merkittävästi saantoa niin puolijohdekiekon kerrostamisen kuin piirin työstämisen osalta. RDS(on) on saatu todistetusti tasaisesti jakautumaan kiekolla valmistettavien 10 000 piirisirun kesken. Samanlaista käyttäytymistä on toistettavasti voitu osoittaa off-tilan vuotovirran osalta, sillä ainoastaan kiekon reunoilla on nähtävissä pientä poikkeamaa muutoin tasaisessa matalassa käyrässä. Molemmat parametrit säilyvät erinomaisina kiekolta toiselle.

USB-LATURIN HYÖTYSUHDE UUDELLE TASOLLE

Sovelluksista puheen ollen yksi Innosciencen suurimmista menestyksistä on USB Power Delivery (PD) -laturi, joita on toimitettu markkinoille jo yli 30 miljoonaa kappaletta. InnoGaN-teknologiaa hyödyntämällä saadaan syötettyä paljon tehoa pienessä koossa, mikä nostaa tehotiheyttä. 45 W:n GaN-pohjainen PD-laturi yltää 95,1 prosentin hyötysuhteeseen 2,5 watin tehohäviöillä, kun vertailun vuoksi piipohjaisilla ratkaisuilla päästään noin 88 prosentin hyötysuhteeseen 6,1 watin häviöillä.

InnoGaN-piireillä on saavutettavissa kymmenen kertaa suurempi kytkentätaajuus, neljä kertaa suurempi tehotiheys ja 50 prosenttia piitä parempi energiatehokkuus.

10 PROSENTTIA
HÄVIÖISTÄ POIS

Palvelinkeskukset muodostavat toisen merkittävän sovellusalueen. Allaolevassa kuvassa on nähtävissä vaiheet palvelinkeskuksen tarvitsemien jännitetasojen syöttämisen toteuttamiseksi. Ensimmäisen vaiheen muodostaa AC-DC-muunnin, joka aluksi muuntaa 277 V:n vaihtojännitetulon 48 V:n tasajännitteeksi ja jonka nimellisteho on 3 kW. Kun muunnos 48 volttiin on tehty, on vuo-rossa jatkomuunnos 48 V:n tasajännitteestä 12 tai 5 V:n tasajännitteeksi ja tässä tapauksessa kyse on tehon muuntamisesta 300 watista 600 wattiin. Viimeisessä vaiheessa 12 tai 5 V:n tasajännite muunnetaan 1 V:n tasajännitteeksi. Kaikki nämä mainitut muunnosvaiheet voidaan GaN-teknologialla toteuttaa entistä pienikokoisemmilla ja tehokkaammilla muunninpiireillä.

Denis Marconin mukaan GaN-teknologia mahdollistaa sen, että suurimmalla lähtövirralla tehohäviöitä saadaan pienennyttyä 10 prosenttia. Tämä merkitsee 10 prosentin vähennystä palvelinkeskuksen energialaskuun. Käytännön tasolla tämä tarkoittaa, että vuoteen 2030 mennessä pelkästään ottamalla käyttöön tässä puheena oleva arkkitehtuuri on mahdollista säästää 100 TWh verran energiaa. Tämän suuruinen tehonsäästö vastaa 20 ydinreaktorin tuottamaa energiaa.

Kuten edellä jo mainittiin, Innosciencen tuotantolaitokset on jo sertifioitu autoelektroniikan komponenttien tuotantoa varten ja yhtiö työskentelee yhdessä autoelektroniikan asiakkaan kanssa, jotta kvalifioituja autoelektroniikan piirejä saadaan markkinoille tänä vuonna. Autoelektroniikan GaN-sovelluksia ovat esimerkiksi DC-DC-suurjännitemuuntimet (650 V/ 950 V), DC-DC-muuntimet (48 V/ 12 V), ajoneuvossa olevat laturit ja lidar-piirit.

Verrattuna perinteisiin 100 V:n pii-MOSFETteihin on 100 V:n InnoGaN-piirien kytkeytymisnopeus 13 kertaa nopeampi ja pulssinleveys 15 kertaa kapeampi. Tällöin on mahdollista asentaa kaksi piiriä samalle sirulle, joista kumpikin ohjaa laseria itsenäisesti halvemman, kooltaan pienemmän ja helppokäyttöisen lidar-ratkaisun toteuttamiseksi.

Denis Marconin mukaan hyödyntämällä massatuotantoon optimoitua GaN-teknologiaa ja toimivia piiprosessoinnin tuotantotiloja on mahdollista vastata markkinoiden kovaan kysyntään. Innosciencen tavoitteena on tehdä GaN-teknologiasta mahdollisimman monien sovellusten käyttöön soveltuva tehokomponenttien tekniikka.

 

Artikkeli on ilmestynyt tuoreessa ETNdigi 2/2022 -lehdessä. Sitä pääset lukemaan täällä.

Toukokuun ajan voit myös osallistua kisaan, jossa voit äänestää lehden parasta artikkelia ja voittaa upean OnePlus Nord 2 -älypuhelimen. Lue lisää täällä.

MORE NEWS

Googlen Chromecast-sekoilu on malliesimerkki siitä, miten ei pidä toimia

Jos kuulut niiden miljoonien käyttäjien joukkoon, joilla on televisionsa kyljessä vanha toisen polven Chromecast-laite, et ole saanut toistettua ruudullasi mitään striimattavaa lähes viikkoon. Google ei ole vielä kertonut tarkkaan, mistä ongelmat johtuvat, mutta moka on osoittautumassa todella noloksi hakujätin kannalta.

Euroopan nousu alkaa vuoden lopulla

Elektroniikkakomponenttien markkinat ovat olleet haastavassa tilanteessa viime vuosina, mutta valoa näkyy jo tunnelin päässä. Mouserin markkinointijohtaja Kevin Hess arvioi Nürnbergin Embedded World -messuilla, että Euroopan markkinat alkavat toipua loppupuolella ja kasvu kiihtyy vuonna 2026.

Nvidia vie jo yli seitsemän dollaria sadasta

Nvidia jatkaa huimaa nousuaan puolijohdemarkkinoilla, kun tekoälypiirien kysyntä kasvaa ennätyslukemiin. Yrityksen markkinaosuus on kolminkertaistunut neljässä vuodessa ja noussut 7,3 prosenttiin, samalla kun kilpailijat Samsung ja Intel kamppailevat asemistaan.

Silicon Labs kutisti Bluetooth-piirin

Teksasilainen Silicon Labs on esitellyt uuden BG29-sarjan BLE-piirit, jotka tuovat suuren laskentatehon ja laajan liitettävyyden entistä pienempiin laitteisiin. Uutuuspiiri on suunnattu erityisesti terveydenhuollon laitteisiin, paikannusjärjestelmiin ja akkukäyttöisiin sensoreihin, joissa koko ja virrankulutus ovat kriittisiä tekijöitä.

Elon Musk puhui omiaan X-alustaan kohdistuneesta kyberhyökkäyksestä

Elon Musk väitti, että X-alustaan (entinen Twitter) kohdistuneiden kyberhyökkäysten taustalla olisi Ukraina, mutta asiantuntijat kiistävät väitteen ja pitävät sitä harhaanjohtavana. Check Point Researchin mukaan hyökkäyksistä vastaa pro-Palestiinalainen hakkeriryhmä Dark Storm Team, joka on erikoistunut palvelunestohyökkäyksiin (DDoS) ja muihin kyberhyökkäyksiin.

Kännyköihin tulee energiamerkintä

Juhannuksen jälkeen myytävissä kännyköissä ja tableteissa täytyy olla energiamerkintä. Kyse on EU:n ekosuunnitteluvaatimuksista, jotka tulevat voimaan 20.6.2025. Tarkoituksena on pidentää kännyköiden ja tablettien käyttöikää, lisätä niiden kestävyyttä ja vähentää sähkön kulutusta. Lisäksi tuotteita pitää pystyä entistä paremmin korjaamaan ja niiden ohjelmistoja päivittämään aiempaa pitempään. 

Maailman pienin mikro-ohjain sopii reilun neliömillin tilaan

Texas Instruments on julkaissut maailman pienimmän mikro-ohjaimen, joka mahdollistaa entistä kompaktimmat ja monipuolisemmat sulautetut järjestelmät. Uusi MSPM0C1104-mikro-ohjain vie piirilevyllä vain 1,38 mm² tilaa, mikä on 38 % vähemmän kuin markkinoiden aiemmilla pienimmillä ohjaimilla.

AMD tuo jopa 192 ydintä sulautettuihin

AMD esitteli Nürnbergin Embedded World -messuilla uudet viidennen sukupolven EPYC Embedded -prosessorit. EPYC Embedded 9005 -sarjan prosessorit on suunniteltu erityisesti sulautettuihin sovelluksiin, tarjoten huippuluokan suorituskykyä ja energiatehokkuutta verkko-, tallennus- ja teollisuuskäyttöön.

IoT-moduulien määrä kasvaa, uusi RedCap-tekniikka tekee tuloaan

Globaalien mobiiliverkkoon liitettävien IoT-moduulien toimitukset kasvoivat vuonna 2024 kymmenen prosenttia verrattuna edellisvuoteen, elpyen vuoden 2023 laskusuhdanteesta. Counterpointin tilastojen mukaan Kiina johti markkinoiden elpymistä, kun taas Intia oli ainoa muu maa, jossa kasvu jatkui. Intian kehitys johtui erityisesti älymittareiden ja seurantateknologioiden laajasta käyttöönotosta.

Kiinalainen takaportti osoittautui uutisankaksi

Maailmalla levisi kulovalkean tavoin uutinen siitä, että kiinalainen Espressif olisi ujuttanut takaportin jopa miljardiin markkinoilla olevaan Bluetooth-piiriinsä. Laineiden vähän laskettua voidaan todeta, että kyse on suurimmalta osin uutisankasta.

Lisää analogiatehoa ja älyä 32-bittiseen PIC-ohjaimeen

Microchip julkisti Nürnbergin Embedded World -messuilla uuden PIC32A-mikro-ohjainperheen vastatakseen korkean suorituskyvyn ja matemaattisesti vaativien sovellusten kasvavaan kysyntään eri teollisuudenaloilla. Uudet PIC32A-ohjaimet laajentavat yhtiön jo ennestään vahvaa 32-bittisten ohjainten valikoimaa ja tarjoavat kustannustehokkaita ja suorituskykyisiä ratkaisuja ajoneuvo-, teollisuus-, kuluttaja-, tekoäly- (AI/ML) ja terveysteknologiasovelluksiin.

Moniytimisiä sulautettuja helpommin ja tehokkaammin

Sulautettujen järjestelmien kehittäminen moniytimisille ja heterogeenisille prosessoreille on entistä helpompaa ja tehokkaampaa Analog Devicesin uuden CodeFusion Studio -työkalun avulla. Yhtiö julkisti ratkaisun osana laajennettua kehitysympäristöään, jonka tavoitteena on nopeuttaa tuotekehitystä ja varmistaa datan eheys sulautetuissa järjestelmissä.

Rust tulee autoissa C:n ja C++-koodin rinnalle

Ohjelmointikieli Rust ottaa merkittävän askeleen kohti laajempaa käyttöä autojen järjestelmissä. Saksalainen HighTec EDV-Systeme GmbH ja hollantilainen Solid Sands B.V. ovat ilmoittaneet strategisesta yhteistyöstään, jonka tavoitteena on tuoda Rust-kirjastojen turvallisuussertifiointi autoteollisuuteen. Yhteistyön myötä Rustin käyttö autojen sulautetuissa järjestelmissä saa vahvemman jalansijan, mikä voi syrjäyttää perinteiset C- ja C++-kielet tietyissä sovelluksissa.

DeepSeek-tekoälymallikin voidaan murtaa

Ohjelmistomurroissa yleistä jailbreak-menetelmää on sovellettu myös DeepSeek-tekoälymallin kanssa. Tämän myötä tekoälyä voidaan hyödyntää sopimattoman ja kielletyn materiaalin kanssa, minkä seuraukset voivat olla hyvinkin vaarallisia. Tietoturvayhtiö Palo Alton tutkimusyksikkö Unit 42 lisää, että tekoälyn murtaminen osoittautui yllättävän helposti ilman erityistä osaamista.

Avnetin Tria debytoi Embedded Worldissa

Avnet Embedded nimettiin Triaksi viime kesänä, ja nyt yhtiö esiintyy ensimmäistä kertaa uudella nimellään Embedded World 2025 -messuilla Nürnbergissä. Tria Technologies esittelee tapahtumassa ensimmäisen COM-HPC Mini -formaattiin perustuvan moduulinsa. Tria HMM-RLP tuo huipputason suorituskyvyn ja joustavan liitettävyyden erittäin pieneen tilaan.

Tutkimus selvitti: fitness-rannekkeet mittaavat epätarkasti

Fitness-rannekkeet ovat suosittuja terveysteknologian laitteita, joiden väitetään tarjoavan tarkkaa tietoa käyttäjiensä aktiivisuudesta ja terveydestä. Tuore tutkimus kuitenkin osoittaa, että näiden laitteiden tarkkuus jää vain kohtalaiselle tasolle. Wellnesspulse-tutkimusryhmä analysoi 45 tieteellistä tutkimusta ja yli 160 datapistettä, ja tulokset paljastavat, että keskimäärin fitness-rannekkeiden mittaustarkkuus on vain 67,40 %.

JUMPtec palaa Intelin Ultralla

Legendaarinen sulautettujen järjestelmien brändi JUMPtec tekee paluun Intel Core Ultra -prosessoreilla varustetulla COM Express -moduulilla. Nykyinen Kontronin tytäryhtiö esittelee Nürnbergin Embedded World -messuilla COM Express Basic Type 6 -moduulia, joka perustuu Intelin uusimpaan Core Ultra -prosessorisarjaan.

Autojen RISC-V saa nyt vauhtia

RISC-V-arkkitehtuuri tekee vahvaa tuloa autoihin, ja kehitystyö saa nyt lisää vauhtia. Infineon Technologies esitteli viime viikolla ensimmäiset RISC-V-pohjaiset prosessorinsa autoihin, ja nyt TASKING ilmoittaa tukevansa Infineonin uutta autojen järjestelmien RISC-V -virtuaaliprototyyppiä. Tämä mahdollistaa ohjelmistokehityksen jo ennen varsinaisen raudan valmistumista, mikä nopeuttaa ja tehostaa uusien autojärjestelmien kehitystä.

Tunnelin päässä näkyy jo valoa

Euroopan elektronisten komponenttien jakelumarkkinat ovat olleet laskusuhdanteessa, mutta nyt merkit viittaavat tasaiseen elpymiseen vuonna 2025, sanoo Mike Slater, DigiKeyn globaalin liiketoiminnan kehitysjohtaja. ETN kysyi Slaterilta tämän hetken markkinanäkymistä.

Renesas haluaa tehostaa elektroniikkasuunnittelua

Renesas Electronics ja Altium ovat esitelleet uuden Renesas 365 -alustan, joka yhdistää puolijohdevalmistuksen ja piirikorttisuunnittelun saumattomaksi kehitysympäristöksi. Alustan tavoitteena on nopeuttaa elektroniikkajärjestelmien suunnittelua ja elinkaaren hallintaa, vähentää manuaalisia prosesseja sekä yhdistää hajanaiset kehitystiimit yhdeksi digitaaliseksi kokonaisuudeksi.

Lämpöpumput vaativat optimoituja ratkaisuja

Lämpöpumpusta on tullut ensisijainen valinta vähähiiliseen lämmitykseen ja ilmastointiin. Korkean hyötysuhteensa ansiosta se tarjoaa huomattavasti tehokkaamman lämpötilansäädön kotiin ja toimistoon kuin perinteiset järjestelmät, kuten kaasukattilat. Sen tehokkain käyttö edellyttää kuitenkin optimointia.

Lue lisää...

Trumpin tariffisekoilu aiheuttaa ongelmia puolijohdealalla

Puolijohdealan markkinoita seuraavan SourceAbilityn mukaan Yhdysvaltain presidentti Donald Trumpin uusimmat tariffisuunnitelmat voivat aiheuttaa merkittäviä häiriöitä globaalissa puolijohdetoimitusketjussa. Trumpin hallinto on ehdottanut 25 prosentin tai korkeampia tulleja useille avaintuotteille, mukaan lukien puolijohteet, mikä on herättänyt huolta alan yrityksissä ja talousasiantuntijoissa.

Lue lisää...

 

Tule tapaamaan meitä tulevissa tapahtumissamme.
R&S-seminaareihin saat kutsukirjeet ja uutiskirjeet suoraan sähköpostiisi, kun rekisteröidyt sivuillamme.
  
R&S -koulutus: RF Mittaustekniikan 2-päiväinen koulutus (huom. maksullinen)
Vantaalla 12.-13.3.2025
Ilmoittautuminen: RF Mittaustekniikka - Rohde & Schwarz Finland Oy

RF Sampo /  RF Summit
Oulun Yliopisto (Saalastinsali): 19.3.2025
L
isätietoja täällä.
 
R&S -seminaari: 5G Advanced & Beyond
Oulussa 13.5.2025
Espoossa 14.5.2025
 
R&S -seminaari: Calibration
Tampereella 22.5.2025

Seminaareihin ilmoittautuminen ja tiedustelut:
asiakaspalvelu@rohde&schwarz
 

 

LATEST NEWS

NEW PRODUCTS

 

ETNinsta

THIS SPACE TEMPORARILY LEFT BLANK
 
article