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GaNが浮上:GaNオン・シリコンの集積回路で電力変換を再定義へ

GaNが浮上:GaNオン・シリコンの集積回路で電力変換を再定義へ

シリコン・ベースであろうと、GaNオン・シリコンであろうと、ディスクリート・パワー・トランジスタは最終章に入っています。GaNオン・シリコンの集積回路は、大幅にコストを低減し、必要な作業を減らし、より小さな実装面積で、より高い性能を提供します。この記事では、GaNの浮上が電力変換をどのように再定義しているかについて詳しく説明します。

独Bodo’s Power Systems
2020年10月
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GaNがシリコンを引退に追い込む

GaNがシリコンを引退に追い込む

人生の現実と同じように、高齢者がより若い人たちの中心ステージを去るときのように、シリコンがお辞儀をします。古くて信頼性の高いシリコンは徐々に引退し、窒化ガリウム(GaN)の登場と採用によって引き継がれてきています。40年以上にわたって、パワーMOSFETの構造、技術、および回路構成の革新が増大する電力ニーズに対応していたため、パワー・マネージメント(電源管理)の効率とコストは着実に改善されてきました。しかし、新しいミレニアムでは、シリコンのパワーMOSFETが理論上の限界に近づくにつれて、改善率は劇的に鈍化しました。同時に、新しい材料であるGaNは、老朽化したシリコンMOSFETの6000倍、現在市場に出ている最高のGaN製品の300倍という理論的な性能限界に向けて着実にその旅を続けて進化しています。

米オンライン・ニュースEEWeb
2020年7月16日
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窒化ガリウムの集積化:技術的な障壁を素早く打破する

窒化ガリウムの集積化:技術的な障壁を素早く打破する

GaNオン・シリコン基板を使って形成した集積回路は、5年以上にわたって製造されています。この究極の目標は、マイクロコントローラからのシンプルなデジタル入力によって、あらゆる条件下で、可能な限り小さなスペースで経済的に負荷を効率的かつ確実に駆動する電力出力を生成する単一のICを実現することです。ディスクリートのパワー・トランジスタは、シリコン・ベースでもGaNオン・シリコンでも、最終段階に入っています。集積化されたGaNオン・シリコンは、必要な作業を大幅に削減し、より小さな実装面積でより高い性能を提供できます。

IEEE Power Electronics Magazine誌
2020年3月
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電力用途向けGaNトランジスタ

電力用途向けGaNトランジスタ

シリコン・パワーMOSFETは、効率、電力密度、小型形状などの要素がコミュニティの主な要求であるパワー・エレクトロニクス業界の革新的な変化に対応できていません。パワー・エレクトロニクス業界は、シリコンMOSFETの理論的限界に達しているとみており、今、新しい要素に移行する必要があります。窒化ガリウムGaNは、移動度の高いHEMT(高電子移動度トランジスタ)であり、新しい用途に見合った真の付加価値を提供します。

米Power Electronics News誌
2020年3月25日
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宇宙におけるGaN

宇宙におけるGaN

この記事では、宇宙空間への旅行を可能にした宇宙船の忘れられた、または、ほとんど気づかれていない部分、つまり、宇宙船のパワー・マネージメント(電源管理)について説明しました。窒化ガリウム(GaN)、炭化ケイ素(SiC)、さらに、ダイヤモンドなどのワイド・バンドギャップ半導体は、シリコンの発見以来、将来の電子部品の最も有望な材料と期待されています。これらの技術は、その設計に依存する電力能力(直流およびマイクロ波)、放射線耐性、高温および高周波の動作、光学特性、さらには低雑音能力という点で大きな利点があります。したがって、ワイド・バンドギャップ部品は、次世代の宇宙搭載システムの開発にとって戦略的に重要です。eGaNデバイスは、宇宙産業で急速に存在感が大きくなっており、NASA、および、Artemis(アルテミス:Advanced Relay and Technology Mission、欧州宇宙機関が開発した衛星間光通信などの高度な通信技術の実証を目的とした試験用の静止データ中継衛星)のような将来のプログラムや世界中の国々での宇宙への取り組みを追求するこの他のプログラムにおける商業的な請負業者によって、このデバイスの多くの用途が生まれてくるでしょう。

米Power Systems Design誌
2019年11月
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GaNがシリコン・パワーMOSFETに正面攻撃へ

GaNがシリコン・パワーMOSFETに正面攻撃へ

今日のGaN FETは、サイズと特性が急速に向上しています。このベンチマーク・デバイスは、まだ、その理論上の性能限界から300倍も離れています。初期のGaNの採用者は、速度が必要でした。大きな例には、自動運転車用Lidar(光による検出と距離の測定)システム、ドローン、ロボット、4G / LTE基地局があります。この量は増えており、今やGaNパワー・デバイスの価格は、より遅く、より大きく、そして老朽化しているパワーMOSFETと同等レベルになっています。そして、GaNの正面攻撃の時が来ました!

独Bodo’s Power Systems
2019年6月
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PSDtv:APEC 2019でシリコンが死んだ理由をEPCが語る

PSDtv:APEC 2019でシリコンが死んだ理由をEPCが語る

PSDtvのこのエピソードでは、Efficient Power Conversion(EPC)の最高経営責任者で共同創立者であるAlex Lidow(アレックス・リドウ)が、米国カリフォルニア州アナハイムで開催されたAPEC 2019において、GaNオン・シリコン・デバイスが、なぜ今、シリコンを滅亡させるのかを説明します。

米Power Systems Design誌のビデオPSDtv
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窒化ガリウムは未来のシリコンです

窒化ガリウムは未来のシリコンです

先週、中国のAnker社は、非常に小さな新しいパワー・ブロックを披露し、シリコンの代わりに使う部品:窒化ガリウム(GaN)を使って小型化できることを証明しました。この透明なガラスのような材料の人気が高まっている最新の例です。これは、いつの日か、シリコンを退席させ、世界中のエネルギー使用を削減することができます。

米ニュース・サイトThe Verge
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事実が科学者の勘定について語っています:彼は、以前に、世界のエネルギー消費を15%節約し、今は、シリコンの置換材料を発見しています

事実が科学者の勘定について語っています:彼は、以前に、世界のエネルギー消費を15%節約し、今は、シリコンの置換材料を発見しています

この科学者は、40年前に博士号を取得し、世界のエネルギー消費の15%を一度に節約しました。彼は現在、人類のために、シリコンの代替材料を発見するための革新の旅を続けています。

私の父はいつも、個人の真の価値は、社会への貢献に基づいて評価されると私に教えてくれました。私が1975年に大学院に入学したとき、自分の情熱が半導体分野にあることに気付きました。社会への私の最高の貢献がシリコンの後継者を見つけることから生まれると感じました。私はガリウム砒素で卒業しましたが、1977年に博士号を取得した時点で、ガリウム砒素の見通しは、基本的な材料特性によって、半導体としては限界があるので、私が学んだことのすべてを、シリコンのより良いデバイスを作ることに応用する仕事につぎ込むことにしました。

中国のFortune China誌
2017年6月15日
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GaNがシリコンのデータセンターのランチをじろじろ見る

GaNがシリコンのデータセンターのランチをじろじろ見る

ディープ・ラーニング(深層学習)の普及に伴い、データセンターの電力密度の問題が再び浮上し、特化したクラウド・サービスの新しいビジネス・チャンスが生まれ、ラック当たり30 kWのノースをサポートできる施設でホストされるので、電力変換分野の企業は、システムのエネルギー効率を高めて、この密度の問題に取り組むことができます。電力変換チップの半導体材料として、シリコンを窒化ガリウム(GaN)に置き換えることによって、はるかに小型でエネルギー効率の高いデバイスが得られ、より高速なスイッチングが可能になります。

米Data Center Knowledge
2017年2月
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なぜ窒化ガリウムは、シリコンよりも「6000倍も高性能」なのですか

なぜ窒化ガリウムは、シリコンよりも「6000倍も高性能」なのですか

シリコン――半導体の主原料でありエレクトロニクス産業を支える原動力は――その限界に達してきている、とEfficient Power Conversion社のCEO(最高経営責任者)であるAlex Lidow(アレックス・リドウ)は語っています。ロサンゼルスに本社を置く同社は、半導体の能力の向上によって、4000億米ドル(2770億ポンド)のシリコン産業を獲得するために、窒化ガリウム(GaN)の潜在能力を研究しています。「低コストで、しかもシリコンよりも高い性能を備えた半導体は、これが初めてです」とLidowは述べています。

英Wired Magazine誌
Emma Bryce
2016年3月31日
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省エネ材料が後押しします

省エネ材料が後押しします

窒化ガリウムを活用するための努力は、シリコン・ベースの半導体チップによって改善が遅れていた技術的および経済的な要因に部分的に応えます。企業は、まだシリコンに小さいトランジスタを形成する方法を探っていますが、コストや消費電力の削減を達成することが、ますます難しくなってきています。しかし、窒化ガリウム回路は、オンとオフのスイッチングが、シリコンよりもはるかに高速で、より高い電圧を扱うことができます、とEPC社のCEO (最高経営責任者)であるAlex Lidow(アレックス・リドウ)は述べています。特に、電力変換を伴う仕事には、最適な材料を言えます。

米ウォール・ストリート・ジャーナル誌
2015年6月22日
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燃料エネルギーとの戦いでリベンジ

燃料エネルギーとの戦いでリベンジ

電力変換には、さまざまな電気機器を機能させるために、電気をある形態から別の形態に変換する非常に小型のデバイスを生み出す必要があります。今までは、シリコンが、電力変換処理の好ましい媒体となっていましたが、その効果の限界に達するにつれ、新しい材料への関心が高まってきています。

米Los Angeles Business Journal誌
2015年6月21日
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