重要なポイント
- 2017年には、データ通信（データ・ストレージ、コンピューティング、通信）用電源の売り上げが114億米ドルに達すると予測されています1。その同じ年、これらの電源の中核半導体部品であるMOSFETには25億ドルの売り上げがあります2。eGaN®FETは、これらのアプリケーションで、一貫して効率を25％以上改善します3。
- LiDAR（光による検出と距離の測定）は、テレビ・ゲームのリアルタイム動き検出、タッチ・スクリーンに対立するものとしてのハンド・ジェスチャに応答するコンピュータ、および、完全な自動運転自動車など、主流となるアプリケーションになるであろう新しい応用です。eGaN FETの超高速なスイッチング速度は、これらのアプリケーションを実現するために必要とされる高解像度化を可能にします。
- 耐放射線特性を強化したeGaN FETは、シリコンの耐放射線デバイスに比べて、放射線に10倍耐えられ、40倍良い特性です。衛星業界は、1960億ドルの市場であり、この新技術によって可能な電力変換効率の大きな向上を非常に評価しています。
データ通信用DC-DC、LiDAR（光による検
出と距離の測定）、衛星用耐放射線向け
のデバイス
Fast Just Got Fasterのこれまでのブログで、eGaN FETの破壊的な特質や、それが、成熟したパワーMOSFETを置き換える必然性について議論しました。前回のブログでは、包絡線追跡とワイヤレス・パワー伝送について議論しました。この2つの驚くべき新しいアプリケーションを、無線や携帯型のコンピューティングや通信機器のすべての消費者に届けることがeGaN技術によって現実のものになりました。Fast Just Got Fasterのこのブログでは、eGaN技術によって可能になったこのほかの3つのアプリケーションについて議論します。すなわち、データ通信用DC-DC、LiDAR（光による検出と距離の測定）、衛星用耐放射線向けのデバイスです。
高効率化への訴求は、ほとんどのエレクトロニクス、特に、サーバー・ファームや中央集中型通信センターのようなアプリケーションでは常に駆動要因であり続けます。MOSFETと比べると、eGaN FETは非常に高効率です。より小さな電力損失は、より大きな出力、電力密度の改善、効率の向上につながります。これは、消費者の電気料金を低減し、より省エネとなります。
図1は、一般的なDC-DCコンバータの2つの代表例です。図1（a）は、48Vから12VへのDC-DCコンバータ、図1（b）は12Vから1.2VへのDC-DCコンバータです。この2つは、今日、データ通信用に最も多く使われるDC-DCコンバータを代表しています。効率は、競争力の鍵です。この2つの例においても、実質的に 試験された他のすべての例においても、eGaN FETは、電力損失を25％以上低減します。
図1：MOSFETベースのDC-DCコンバータとeGaNFETベースのコンバータの電力損失の比較。（a）48V から12Vへのバス・コンバータ。（b）12V から1.2VへのPOL（負荷点）コンバータ。いずれも、eGaN FETは、定格出力電力で損失を25％以上低減しています。
2017年には、データ通信用電源の売上高が114億米ドルに到達すると予測されています1。その同じ年に、これらの電源の中核半導体部品であるMOSFETの売上高は25億ドルとみられています2。
LiDAR（光による検出と距離の測定）は、周辺領域の3次元の画像や地図を迅速に作成するためにパルス・レーザーを使います。この技術の最も初期の採用例の1つは、グーグル・マップの「運転手がいない」自動車です。今日のeGaN FETの高周波数動作によって、LiDARシステムは、優れた解像度、より速い応答時間、より高い精度を実現できます。これらの特性によって、テレビ・ゲームのリアルタイム動き検出、タッチ・スクリーンに対立するものとしてのハンド・ジェスチャに応答するコンピュータ、および、完全な自動走行自動車などのような新しい広範なアプリケーションが可能になります。LiDAR市場は、2013年から2018年までCAGR（年平均成長率）16.64％で拡大し、2018年には5億5100万米ドルに達すると予測されています4。
耐放射線
宇宙、高高度飛行、および高信頼性の防衛用途のような厳しい環境で使われるパワー・コンバータは、放射線によって引き起こされる障害や不具合に対する抵抗力がなければなりません。ほとんどの電子部品は、放射線障害に対して、それらの感受性を低減する特別の設計や製造工程が要求されます。このため、耐放射線特性を強化したデバイスは、最新の技術開発よりも遅れる傾向があります。シリコン・ベースのパワーMOSFETも例外ではありません。しかし、eGaN FETは、10倍の放射線に耐えられると同時に、40倍良い電気的特性が得られます。これは、通信や研究衛星で、より大きなコスト削減への道を切り開きます。2023年の世界の宇宙市場1960億米ドルが、eGaN FETのようなGaNトランジスタが独占するであろう1億ドルを超える耐放射線特性を強化したトランジスタの市場を牽引するとみられています。
- IHS (2013) Power Supplies (Merchant Market) - World – 2013, Englewood, CO, USA: IHS
- IHS (2014) Power Semiconductor Discretes & Modules Report – 2013, Englewood, CO, USA: IHS
- A.Lidow, J. Strydom, M. deRooij, Y. Ma, GaN Transistors for Efficient Power Conversion, Power Conversion Press, 2012.
- MarketsandMarkets (2013) LiDAR Market by Components (INS, Laser, GPS/GNSS, Camera, MEMS), Product Types (Airborne, Mobile, Terrestrial), Applications (Corridor Mapping, Forestry, Mining, Topographic Surveying, Volumetric Mapping) - Global Forecasts and Analysis 2013 – 2018, Dallas, TX, USA: MarketsandMarkets