logotypen
 
 

IN FOCUS

Suojaa datasi kunnolla

SSD-levyt tarjoavat luontaisesti korkean luotettavuuden kaikentyyppisiin sovelluksiin, aina aloitustason kuluttajalaitteista kriittisiin järjestelmiin. Asianmukaiset tietosuojamekanismit voivat maksimoida levyn käyttöiän toteuttamalla ennaltaehkäiseviä toimenpiteitä tarpeen mukaan, kertoo Silicon Motion artikkelissaan.

Lue lisää...

Laitteiden virransyötön pitää onnistua yhä pienemmillä, viileämmillä ja tehokkaammilla ratkaisuilla. Tavoitteisiin voidaan päästä galliumnitridi-pohjaisilla tehokomponenteilla.

Artikkelin kirjoittaja Jim Witham on GaN Systemsin toimitusjohtaja. Hänellä on pian 25 vuoden kokemus elektroniikan parissa. Jim työskenteli Tyco Electronicsilla johtotehtävissä vuosina 1990-2000, jonka jälkeen hän työskenteli Genoassa ja Aegis Semiconductorilla myyntitehtävissä. Vuosina 2004-2009 Jim toimi Fultec Semiconductorin toimitusjohtajana ja vuosina 2009-2013 Neoconixin toimitusjohtajana ennen GaN Systemsin johtoon maaliskuussa 2014. Hänellä on mekaniikkasuunnittelijan tutkinto Stanfordista sekä liiketalouden tutkinto Harvardista.

Tehojärjestelmien täytyy olla hyötysuhteeltaan nykyistä parempia, jotta voimme vähentää ympäristövaikutuksiamme, sekä pienempiä, kevyempiä ja edullisempia, jotta teknologinen edistys auttaisi yhä helpottamaan elämäämme. Viime vuosikymmeninä MOSFET- ja IGBT-valmistajat ovat saaneet aikaan hienoja saavutuksia, mutta lisää edistysaskelia tarvitaan ja myös uusia materiaaleja. Piikarbidilla (SiC) on paremmat teho-ominaisuudet kuin piillä mutta se on hyvin kallista, eivätkä sen ominaisuudet ole yhtä hyvät kuin gallumnitridin. GaN-materiaali tuo kertaluokkia paremman suorituskyvyn kytkentään ja lämmönjohtavuuteen, ja valmistettuna piialustalle (GaN-on-Silicon) se voi alentaa tehojärjestelmän kustannuksia. Vain timanttipohjaiset tehopuolijohteet omaavat GaN-transistoreja paremmat ominaisuudet, mutta yleisesti ajatellaan että sen kaupallinen hyödyntäminen on vielä vuosikymmenten päässä.

Nopeuden, lämpöominaisuuksien ja tehonkäsittelyn suhteen galliumnitridi on valmis hallitsemaan markkinoita. Tehojärjestelmien suunnittelijat ympäri maailmaa ovat samaa mieltä siitä, että GaN-transistori voi olla tehoelektroniikan tärkein yksittäinen edistysaskel sitten IGBT:n tulos 1990-luvulla. Innostus GaN:n käytöstä tehosovelluksissa nousee sen ainutlaatuisista materiaali- ja sähköisistä ominaisuuksista, joiden ansiosta tuotteiden tehohäviöt jäävät 50-90 prosenttia pienemmiksi, järjestelmien koko ja paino jopa 75 prosenttia pienemmäksi. Myös materiaalikustannukset pienenevät.

Tämä tulee muuttamaan sitä, miten tehojärjestelmiä suunnitellaan ja käytetään. Uusien tehokomponenttien kulta-aika koittaa väistämättä.

GaN-komponenteilla on viisi keskeistä piirrettä, jotka perustuvat galliumnitridin luontaisiin ominaisuuksiin: korkea eristyskyky, korkea toimintalämpötila, suuri virtatiheys, erittäin nopea kytkentänopeus ja alhainen resistanssi. Piihin verrattuna GaN tarjoaa 10 kertaa suuremman jännitevälin (breakdown voltage), kestävät kolme kertaa suurempia jännitteitä, taajuuksia ja lämpötiloja (bandgap) ja tuovat erittäin suuren elektronien liikkuvuuden. Onkin selvää, että piirit joissa otetaan suurin hyöty näistä ominaisuuksista ja helpotetaan niiden suunnittelua oikeisiin sovelluksiin, tuovat valmistajilleen merkittäviä kaupallisia etuja.

GaN-tehotransistorien tärkeimmät sovellusalueet ovat AC/DC-teholähteet, DC/AC-invertterit, DC/DC-teholähteet, datatietoliikenne, kulutuselektroniikka, moottorit, punput, induktiojäähdytys, akkujen lataaminen, aurinko- ja tuulivoima, sähkö- ja hybridiajoneuvot, sekä monet muut autoelektroniikan ja kuljetusalan sovellukset.

GaN-tekniikan helpompaan hyödyntämiseen

Jo nyt GaN-transistorit, joiden suorityskyky, luotettavuus ja kustannukset ovat kohdallaan, ovat tulossa markkinoilla ja aloittamassa tämän murroksen tehoelektroniikassa.

Esimerkiksi ottawalaisen GaN Systemsin GaN-tehotransistorien valkoima kattaa virta-alueen 8-250 ampeeria, ja piirien ainutlaatuinen rakenne maksimoi saannon valmistuksessa ja tuottaa hyötysuhteeltaan hyvn tehokkaita kytkinpiirejä merkittävästi perinteisiä suunnittelutapoja alhaisemmin kustannuksin. GaN Systemsin ydinosaamista ovat yrityksen Island Technology -piirirakenne, GaNPX-kotelotekniikka ja piirille integroidut Drive Assist -ajurit. Näitä jokaista kannattaa katsella tarkemmin, jotta ymmärtää miten galliumnitridin ominaisuudet on niissä maksimoitu.

Uusi piirirakenne

Island Technology -piirit eli GaN Systemsin puolijohdesirut valmistetaan vaihtelevien nielu- ja lähdemateriaalien saarekkeiden matriisina, jossa hilat muodostavat verkon saarekkeiden - tai saarien - välillä. Tämä maksimoi hilan pituuden tietyn alan sisällä ja levittää lämmön kanavasta tasaisesti koko piirin alueelle.

Tämä johtaa merkittävään alan pienenemiseen ja sitä kautta galliumnitridikomponentin hinnan alenemiseen. Saaret eivät ole kytköksissä toisiinsa piirin sisällä. Sen sijaan virta otetaan pystysuorasti piirin ulkopuolelta tai kotelosta.

GaNPX-kotelointi

Vain parhaan piirin valmistaminen ei riitä. Jotta Island Technology -sirujen luontaisesta nopeasta kytkennästä ja virtatiheydestä saadaan kaikki hyöty irti, on GaN Systems suunnitellut oman GaNPX-koteloratkaisunsa, jonka induktanssi on erittäin pieni ja lämpöresistanssi erinomainen.

Koteloissa ei ole lankaliitoksia, mikä auttaa rajoittamaan induktanssia ja eliminoi samalla yhden yleisen puolijohdekomponenttien luotettavuutta heikentävän tekijän.

Ajurit piirillä

GaN Systems käyttää piirille integroituja Drive Assist -ajureita, mikä yksinkertaistaa piirisuunnittelua ja ratkaisee ajuriongelmat samalla parantaen kytkentänopeutta. Rakenne parantaa komponenttien kohinavastustuskykyä, minkä ansiosta GaN System voi toimittaa laajan valikoiman yksisiruisia, normaalisti suljettavia GaN-transistoreja 100-400 ampeerin alueella.

Kaiken kaikkiaan nämä kolme tekniikkaa tarkoittavat, että GaN Systemsin tuotteet käyttävät standardia, “suoraan-hyllyltä tulevaa” ajurielektroniikkaa ja vastaavat luotettavuuteen ja suorituskykyyn liittyviin haasteisiin kuten elektromigraatio. Lisäksi GaN Systemsin tekniikka auttaa yritystä skaalaamaan piirejään merkittävästi suurempiin virtoihin kuin toisilla topologioilla on mahdollista. Tämä voidaan tehdä vielä korkeilla saannoilla ja erilaisilla valmistusprosesseilla, piirimäärityksillä ja alustamateriaaleilla yhdellä ainoalla suunnitteluperheellä.

Selvästikin uusien teknologioiden käyttöönotto vaatii oppimista ja on piirivalmistajien tehtävä helpottaa niiden suunnittelijoiden työtä, jotka haluavat hyödyntää uusia galliumnitridikomponentteja uusimmissa suunnitteluissaan. GaN Systemsin verkkosivuilta löytyvistä sovellusohjeista yksi kattaa ajurisuunnittelun perusperiaatteet, kuten hilan ominaisuudet, nopeat kytkentärajat, hilan matala impedanssi, käänteinen johtaminen, hilan kytkeminen negatiivisesi, suositellut ajurin ominaisuudet sekä hilan eristyksen, kaikki selkein kaavioin esitettynä. Sovellusohjeen toisessa osassa kuvataan 650VGaN E-HEMT -pohjainen referenssisuunnittelu täydellisine materiaalikustannuksineen.

Toinen sovellusohje puolestaan esittää GS66508P E-mode GaN on Si -tehokytkimen (34A, 41mΩ) lämpöanalyysin kaavioineen ja tarkkoien selityksineen, miten GaNPX-kotelointi jakaa lämpöä komponentissa. Ohjeen toisessa osassa tarkastellaan sitä, mitä kysymyksiä pitää otttaa huomioon kun GaNPX-komponentteja suunnittellaan piirikortille. Mukana on osio, jossa esimerkiksi arvioidaan järjestelmän maksimitehokapasiteettia.

Sovellusohjeet löytyvät GaN Systemsin verkkosivuilta.

MORE NEWS

Kiinalaistutkijat kehittivät piilolinssin, jolla näkee pimeässä

Kiinalaiset tutkijat ovat onnistuneet kehittämään maailman ensimmäisen piilolinssin, jonka avulla ihminen voi nähdä pimeässä – ainakin tietyissä olosuhteissa. Innovaatio perustuu infrapunavaloon ja sen muuntamiseen näkyväksi valoksi silmälle.

ST:ltä kova saavutus: kaksi kiihtyvyysanturia samaan koteloon

STMicroelectronics on tehnyt merkittävän teknologisen läpimurron julkaisemalla uuden sukupolven älyanturin, joka yhdistää kaksi erillistä kiihtyvyysanturia samaan poikkeuksellisen pieneen (3 x 2,5 mm) koteloon. Tämä on ensimmäinen kerta, kun samassa moduulissa yhdistyy laajalle G-voima-alueelle skaalautuva mittauskyky, sulautettu tekoäly ja erittäin tarkka liikkeentunnistus.

Näin QR-huijaus toimii

QR-koodit ovat tulleet osaksi arkea: niitä käytetään ravintolamenuihin tutustumiseen, maksamiseen ja nopeaan kirjautumiseen eri palveluihin. Mutta juuri tämä tuttuus tekee niistä vaarallisia. Rikolliset ovat alkaneet hyödyntää QR-koodeja huijauksiin, joissa ihmiset johdatellaan huomaamatta väärennetyille sivustoille. Näillä sivuilla uhrilta kalastellaan henkilökohtaisia tietoja – kuten pankkitunnuksia – tai pyritään asentamaan haittaohjelmia hänen laitteelleen.

Halvoissa Android-televisiobokseissa vakavia tietoturvariskejä

Liikenne- ja viestintävirasto Traficom kehottaa kuluttajia olemaan tarkkana Android TV -medialaitteiden hankinnassa. Markkinoilla liikkuu erityisesti tuntemattomien valmistajien edullisia laitteita, joissa on havaittu vakavia tietoturvaongelmia – osa laitteista on jopa sisältänyt haittaohjelmia suoraan pakkauksesta.

3D-tulostus on tie kestävään elektroniikkavalmistukseen

ETN - Technical articlePerinteinen elektroniikan valmistus perustuu prosesseihin, jotka johtavat usein materiaalihävikkiin, korkeisiin työkalukustannuksiin ja merkittäviin varastointikuluihin. Viime vuosina lisäävä valmistus (additive), erityisesti 3D-tulostus, on kuitenkin alkanut nousta varteenotettavaksi vaihtoehdoksi elektroniikan valmistuksessa, sillä se tarjoaa lisää suunnittelun joustavuutta sekä mahdollisia ympäristö- ja taloudellisia etuja.

Xiaomi yllättää tehokkaalla kännykkäprosessorillaan

Xiaomi on julkistanut uuden huipputehokkaan älypuhelinprosessorinsa, XRING O1:n, joka merkitsee yhtiön suurta askelta kohti siruomavaraisuutta ja teknologista johtajuutta. Uutuus esiteltiin yhtiön "A New Beginning" -lanseeraustapahtumassa Pekingissä, jossa esillä olivat myös Xiaomi 15S Pro -älypuhelin, Pad 7 Ultra -tabletti sekä useita AIoT-laitteita.

Nyt se tapahtui: BYD ohitti Teslan

BYD on ohittanut Teslan Euroopan myydyimpänä täyssähköautojen valmistajana ensimmäistä kertaa historiassa, kertoo tuore JATO Dynamicsin raportti. Huhtikuussa 2025 Euroopassa rekisteröitiin 7231 täyssähköistä BYD-mallia, kun Tesloja myytiin 7165 kappaletta.

Yksi piiri pidentää langattoman laitteen käyttöaikaa

Elektroniikan komponenttien jakelija Rutronik on lisännyt tuotevalikoimaansa Nordic Semiconductorin uuden nPM2100-virranhallintapiirin, joka on suunniteltu erityisesti ensisijaisilla paristoilla toimivien laitteiden energiatehokkaaseen virranhallintaan.

Autoon tulee tekoäly ja suoja kvanttihyökkäyksiä vastaan

Autojen ohjelmistoistuminen ja jatkuva verkkoyhteys tekevät niistä alttiita yhä kehittyneemmille kyberuhille. NXP:n uusi OrangeBox 2.0 -kehitysalusta vastaa tähän haasteeseen yhdistämällä tekoälypohjaisen kyberturvan, kvanttikestävän salauksen ja ohjelmisto-ohjatun verkkoinfrastruktuurin yhteen järjestelmään.

Näin otat tekoälyn käyttöön teollisuudessa

Vaikka monet organisaatiot ovat jo ottaneet käyttöön perinteisiä tekoälyagentteja, tie täysin autonomisiin tekoälyagentteihin voi sisältää haasteita. Tekemällä strategisia investointeja ja omaksumalla metodisen lähestymistavan agenttien skaalaamiseen, sekä niiden erityisten roolien määrittelyyn, teollisuusyritykset voivat päästä loputtomalta tuntuvien kokeilujen yli ja alkaa nauttia tekoälyagenttien hyödyistä todellisessa elämässä, kirjoittaa teollisuuden ohjelmistoja kehittävän IFS:n tekoälyjohtaja Bob De Cuax.

Kaikista Intelin prosessoreista löytyi täysin uusi haavoittuvuus

Tietoturvatutkijat Sveitsin ETH Zürichin yliopistosta ovat löytäneet uuden, vakavan haavoittuvuuden Intelin prosessoreista. Kyseessä on täysin uusi haavoittuvuusluokka, jota kutsutaan nimellä Branch Privilege Injection. Se perustuu tapaan, jolla prosessorit ennakoivat tulevia laskentatehtäviä suorituskyvyn parantamiseksi.

Suomesta halutaan kvanttiturvallinen

Suomi ottaa merkittävän askeleen kohti kvanttiturvallista digitaalista tulevaisuutta. Uusi laaja tutkimushanke, Beyond the Limits of Post-Quantum Cryptography (BLimPQC), pyrkii varmistamaan, että suomalainen yhteiskunta ja teollisuus kykenevät puolustautumaan kvanttitietokoneiden aiheuttamia tietoturvauhkia vastaan.

Suosittu kehittäjäkortti sai neljä ydintä ja grafiikkaprosessorin

BeagleBoard.orgin tunnettu PocketBeagle-kehittäjäkortti on saanut merkittävän päivityksen uudessa PocketBeagle 2 -versiossa. Uudistuksessa laitteeseen on lisätty neliytiminen suoritin ja ensimmäistä kertaa myös grafiikkaprosessori, mikä avaa entistä laajempia mahdollisuuksia sulautettujen järjestelmien kehittämiseen.

Tehoa ja tarkkuutta teolliseen skannaukseen

Saksalainen piirivalmistaja iC-Haus tuo markkinoille uuden iC-LFMB-lineaarikuvakennon, joka vastaa teollisuuden kasvaviin vaatimuksiin tarkkuuden, suorituskyvyn ja helpon integroitavuuden osalta. Uutuustuote esitellään Laser World of Photonics 2025 -messuilla Münchenissä.

Lidarin moottori yhdelle sirulle

Analogiatekniikan edelläkävijä Silanna Semiconductor on lanseerannut uuden FirePower-sarjan laserajuripiirit, jotka yhdistävät ensi kertaa korkean jännitteen latauksen ja laserin laukaisun yhdelle sirulle. Uutuus mahdollistaa merkittävän tilansäästön ja tehohäviöiden pienentämisen esimerkiksi autojen ADAS-järjestelmien lidareissa.

Virve 2 saa suojatut ryhmävideopuhelut

Erillisverkkojen operoima viranomaisverkko Virve 2 saa merkittävän lisäpalvelun, kun Modirumin kehittämä NSC3 Group Video Service otetaan käyttöön. Kyseessä on reaaliaikainen, tietoturvallinen ryhmävideopalvelu, joka on suunniteltu erityisesti viranomaisten ja muiden turvallisuustoimijoiden tarpeisiin.

Kenttälaitteita helposti teollisuusverkkoon

STMicroelectronics on julkaissut uuden modulaarisen IO-Link-kehityspaketin, jonka tavoitteena on tehdä älykkäiden kenttälaitteiden liittäminen teollisuusverkkoon helpommaksi kuin koskaan. Uusi P-NUCLEO-IOD5A1-paketti tarjoaa kaiken tarvittavan IO-Link-yhteensopivan sensorin tai toimilaitteen (aktuaattorin) kehittämiseen – sekä laitteiston että ohjelmiston.

Silmää seuraavat lasit teollisuuteen

Tukholmalainen teknologiayritys Tobii on lanseerannut uuden Glasses X -silmänseurantatuotteen, joka on suunnattu erityisesti teollisuuden ja muiden vaativien alojen tarpeisiin. Uutuuslaseilla voidaan seurata käyttäjän katsetta reaaliajassa, mikä tarjoaa yrityksille arvokasta tietoa esimerkiksi koulutuksen, laadunvalvonnan ja turvallisuuden kehittämiseen.

Kovien olojen läppäri laitetaan kovaan testiin

Panasonicin kenttäkäyttöön suunniteltu Toughbook G2 altistetaan äärimmäiselle rasitukselle, kun seikkailujuoksija Jukka Viljanen juoksee halki Islannin suurimman jäätikön, Vatnajökullin, ilman tukitiimiä. Hänellä on ainoana henkilökohtaisena varusteenaan mukana kyseinen kannettava tietokone.

Kvanttitason salaus laitetasolla

Tietoturvassa valmistaudutaan kvanttikauteen. Microchip Technology on julkaissut uuden MEC175xB-sarjan sulautetut ohjaimet, jotka sisältävät laitetasolla toteutettua kvanttiturvallista salausta. Uutuustuote vastaa nopeasti kehittyvän kyberturvallisuusympäristön tarpeisiin, kun kvanttitietokoneiden mahdollinen uhka nykyisille salausmenetelmille kasvaa.

3D-tulostus on tie kestävään elektroniikkavalmistukseen

ETN - Technical articlePerinteinen elektroniikan valmistus perustuu prosesseihin, jotka johtavat usein materiaalihävikkiin, korkeisiin työkalukustannuksiin ja merkittäviin varastointikuluihin. Viime vuosina lisäävä valmistus (additive), erityisesti 3D-tulostus, on kuitenkin alkanut nousta varteenotettavaksi vaihtoehdoksi elektroniikan valmistuksessa, sillä se tarjoaa lisää suunnittelun joustavuutta sekä mahdollisia ympäristö- ja taloudellisia etuja.

Lue lisää...

Näin otat tekoälyn käyttöön teollisuudessa

Vaikka monet organisaatiot ovat jo ottaneet käyttöön perinteisiä tekoälyagentteja, tie täysin autonomisiin tekoälyagentteihin voi sisältää haasteita. Tekemällä strategisia investointeja ja omaksumalla metodisen lähestymistavan agenttien skaalaamiseen, sekä niiden erityisten roolien määrittelyyn, teollisuusyritykset voivat päästä loputtomalta tuntuvien kokeilujen yli ja alkaa nauttia tekoälyagenttien hyödyistä todellisessa elämässä, kirjoittaa teollisuuden ohjelmistoja kehittävän IFS:n tekoälyjohtaja Bob De Cuax.

Lue lisää...

 

Tule tapaamaan meitä tulevissa tapahtumissamme.
R&S-seminaareihin saat kutsukirjeet ja uutiskirjeet suoraan sähköpostiisi, kun rekisteröidyt sivuillamme.
 
R&S -seminaari: Calibration
Tampereella 22.5.2025 (rekisteröidy)
 
R&S -seminaari: Aerospace & Defence Testing
Tampereella 5.6.2025. Tiedustelut asiakaspalvelu@rohde-schwarz.com
 

 

LATEST NEWS

NEW PRODUCTS

 
 
article