이번 콘테스트는 imec의 GaN을 사용하여 전력 전자 애플리케이션의 혁신을 장려하는 것을 목표로 합니다. technology 전력 전자 회로의 모놀리식 통합을 위한 것입니다.
"High"라는 제목의 수상 프로젝트 전압 통합 드라이버 및 제어 회로가 있는 하프 브리지 - 모두 질화 갈륨"은 Aachen University RWTH의 통합 아날로그 회로 및 RF 시스템 의장의 연구원 팀에 의해 제출되었습니다.
KU Leuven과 Leibniz University Hannover에서 ESAT-MICAS가 제출한 제안서가 각각 650위와 XNUMX위를 차지했습니다. 우승한 디자인은 imec의 곧 출시될 XNUMXV GaN-IC XNUMX월 말부터 MPW(Multi-Project Wafer) 가동
전력 전자 산업은 장치의 전력 밀도를 높이는 더 높은 전력, 더 작고 빠른 구성 요소를 만들기 위한 새로운 접근 방식을 찾고 있습니다.
이를 위해 회사는 GaN 기술을 사용하여 더 높은 항복 강도, 더 빠른 스위칭 속도 및 더 낮은 온 저항을 나타내는 전력 장치를 만들 수 있습니다.
다시 말해, GaN 기술은 시스템 성능 및 효율성, 물리적 공간 사양 및 패키징 비용 측면에서 실리콘 기반 전력 칩을 훨씬 능가할 수 있습니다. 그리고 더 높은 온도에서 작동합니다.
이로 인해 자동차 및 소비자 전자 제품 회사에서 데이터 센터 솔루션 제공업체에 이르기까지 다양한 산업 분야의 관심이 높아졌습니다.
오늘날의 GaN 기반 전력 칩은 이미 SMPS(스위치 모드 전원 공급 장치)의 작동 주파수와 효율성을 기록적인 수준으로 끌어 올렸습니다.
그러나 이들은 여전히 개별 부품으로 주로 사용 가능하며 기술의 잠재력을 최대한 활용하는 열쇠는 기생 인덕턴스를 줄이는 데 있습니다.
Imec은 GaN-on-SOI 기술의 개발을 통해 이 문제에 대응했습니다. 이를 통해 로직 및 아날로그 회로를 전력 구성 요소와 함께 동일한 다이에 모놀리식으로 통합할 수 있습니다. 따라서 기생 인덕턴스를 크게 줄일 수 있어 스위칭 속도가 훨씬 향상됩니다.
GaN-on-SOI 장치 및 회로를 보다 저렴하고 쉽게 고객이 사용할 수 있도록 imec은 Europractice를 통해 MPW(다중 프로젝트 웨이퍼) 솔루션을 제공합니다.
MPW 모델에서 마스크, 처리 및 엔지니어링 비용은 여러 고객 설계에서 공유되며 일반적으로 40개 샘플 다이의 프로토타이핑 실행을 제공합니다.
이전에 imec의 GaN-IC 기술로 프로토타입을 제작한 적이 없는 대학 팀을 목표로 하여 imec과 EUROPACTICE가 최근에 시작한 GaN-IC 대회를 지원한 동일한 MPW 솔루션입니다.
RWTH Aachen University의 팀은 다음을 제안했습니다. 회로 통합 드라이버와 레벨 시프터를 특징으로 하는 고전압 하프 브리지 출력 스테이지를 기반으로 합니다.
잠재적인 애플리케이션에는 기존 또는 하이브리드 차량용 저전압 시스템의 자동차 전자 장치 또는 완전 전기 자동차용 고전압 회로를 지원하는 비절연 벅 컨버터가 포함됩니다.
GaN 하프 브리지 IC와 통합 드라이버 및 레벨 시프팅을 결합한 멀티칩 솔루션은 제한된 수의 공급업체에서 구할 수 있지만 완전히 통합된 GaN 컨버터는 그렇지 않습니다.
Aachen 팀이 제안한 설계는 모든 GaN-IC에 대해 전력 및 제어 회로를 통합하는 매우 높은 수준의 통합을 특징으로 하므로 외부 컨트롤러 또는 드라이버가 필요하지 않습니다.
KU Leuven 팀이 제안한 설계는 모든 GaN 직접 AC/DC 전원을 특징으로 합니다. 변환기 모바일 기기 충전기 및 어댑터와 같은 대용량 제품과 자동차 및 소비자 전자 제품용 통합 전력 변환기 조정기를 대상으로 하는 IC입니다.
마지막으로 University of Hannover의 설계는 GaN 기술의 더 높은 스위칭 주파수를 활용하여 EU 주거용 전력 소비의 200%를 차지하는 60W 전력 범위에서 가전 제품 및 조명용 오프라인 변환기의 효율성을 향상시켜 전력 소비를 줄이기 위해.