Kontes ini bertujuan untuk mendorong inovasi dalam aplikasi elektronika daya menggunakan GaN imec teknologi untuk integrasi monolitik sirkuit elektronika daya.
Proyek pemenang hadiah berjudul “Tinggi tegangan setengah jembatan dengan driver terintegrasi dan sirkuit kontrol – semua Gallium Nitrida” disampaikan oleh tim peneliti dari Ketua Sirkuit Analog Terpadu dan Sistem RF RWTH – Universitas Aachen.
Proposal yang diajukan oleh ESAT-MICAS dari KU Leuven dan Leibniz University Hannover masing-masing menempati urutan kedua dan ketiga. Desain pemenang akan dibuat prototipe di 650V GaN- IMEC mendatang.IC Multi-Project Wafer (MPW) dijalankan, mulai akhir Oktober
Industri elektronika daya sedang mencari pendekatan baru untuk menciptakan daya yang lebih tinggi, komponen yang lebih kecil dan lebih cepat yang meningkatkan kepadatan daya perangkat.
Untuk melakukannya, perusahaan dapat menggunakan teknologi GaN, membuat perangkat listrik yang menunjukkan kekuatan kerusakan yang lebih tinggi, kecepatan switching yang lebih cepat, dan resistansi yang lebih rendah.
Dengan kata lain: Teknologi GaN memungkinkan untuk secara signifikan mengungguli chip daya berbasis silikon dalam hal kinerja dan efisiensi sistem, spesifikasi ruang fisik, dan biaya pengemasan. Dan itu bekerja pada suhu yang lebih tinggi.
Hal ini telah meningkatkan minat dari berbagai sektor industri – dari perusahaan otomotif dan elektronik konsumen, hingga penyedia solusi pusat data.
Chip daya berbasis GaN saat ini telah mendorong frekuensi operasi dan efisiensi Switch Mode Power Supply (SMPS) ke level rekor.
Namun, mereka masih tersedia terutama sebagai komponen diskrit, sedangkan kunci untuk membuka potensi penuh teknologi terletak pada pengurangan induktansi parasit.
Imec telah menjawab tantangan ini melalui pengembangan teknologi GaN-on-SOI, yang memungkinkan untuk mengintegrasikan logika dan sirkuit analog secara monolitik dengan komponen daya ke dalam die yang sama. Dengan demikian, induktansi parasit dapat dikurangi secara drastis, menghasilkan kecepatan switching yang jauh lebih baik.
Untuk membuat perangkat dan sirkuit GaN-on-SOI lebih terjangkau dan mudah tersedia bagi pelanggannya, imec menawarkan solusi Multi-Project Wafer (MPW) melalui Europractice.
Dalam model MPW, biaya topeng, pemrosesan, dan rekayasa dibagi di beberapa desain pelanggan, biasanya memberikan proses pembuatan prototipe dari 40 cetakan sampel.
Ini adalah solusi MPW yang sama yang mendukung kontes GaN-IC yang baru-baru ini diluncurkan oleh imec dan EUROPRACTICE, yang ditujukan untuk tim universitas yang belum pernah membuat prototipe dalam teknologi GaN-IC imec sebelumnya.
Tim dari RWTH Aachen University mengusulkan a sirkit berdasarkan tahap keluaran setengah jembatan bertegangan tinggi, menampilkan driver terintegrasi dan pemindah level.
Aplikasi potensial termasuk konverter buck non-terisolasi yang mendukung elektronik otomotif dalam sistem tegangan rendah untuk kendaraan konvensional atau hibrida, atau sirkuit tegangan tinggi untuk kendaraan listrik penuh.
Meskipun solusi multichip yang menggabungkan IC setengah jembatan GaN dengan driver terintegrasi dan pemindahan level tersedia dari sejumlah pemasok terbatas, konverter GaN terintegrasi penuh tidak tersedia.
Desain yang diusulkan oleh tim Aachen menampilkan tingkat integrasi yang sangat tinggi untuk semua GaN-IC, mengintegrasikan sirkuit daya dan kontrol, yang menghilangkan kebutuhan akan pengontrol atau driver eksternal.
Desain yang diusulkan oleh tim KU Leuven menampilkan daya AC/DC langsung all-GaN Converter IC, menargetkan produk volume besar seperti pengisi daya dan adaptor alat bergerak, serta regulator konverter daya terintegrasi untuk otomotif dan elektronik konsumen.
Terakhir, desain dari University of Hannover memanfaatkan frekuensi switching teknologi GaN yang lebih tinggi untuk meningkatkan efisiensi konverter off-line untuk peralatan rumah tangga dan penerangan dalam rentang daya 200W, yang menyumbang 60% dari konsumsi daya perumahan UE, membantu untuk mengurangi konsumsi daya.