GaNの話

By: Maurizio Di Paolo Emilio, Contributing Editor at Data Centre Digest

Artificial intelligence workloads are rapidly reshaping data center power architectures. Conventional server infrastructure was not originally designed to sustain today’s extreme compute density requirements. As a result, modern facilities increasingly resemble “AI factories,” where maximizing computational throughput per rack is a primary objective.

窒化ガリウム（GaN）のパワー・デバイスの近年の進歩によって、その動作範囲は40 V以下の低電圧用途にも大きく広がっています。シリコンMOSFETは、その優れた導通性能、十分に理解された製造プロセス、実証済みの信頼性によって、これまで、この電圧範囲で支配的となっていました。

高電圧GaNを提供するルネサス エレクトロニクスとの提携は、EPCにとって、低電圧および中電圧のポートフォリオを拡大する機会となるでしょう。

窒化ガリウム（GaN）は、炭化ケイ素（SiC）と並ぶワイド・バンドギャップ半導体であり、次世代パワー・エレクトロニクスにおいて、シリコンの優れた代替品として台頭しています。著名なフランスの市場調査会社Yole Developpementは、GaNパワー市場がOEM（相手先ブランドによる生産）による普及、消費者の成熟、そして米NVIDIA（エヌビディア）が支援するAIデータセンター事業の拡大によって、2024年から2030年の間の年平均成長率42%で、2030年には30億米ドルになると予測しています。

米Power Electronic News誌
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この記事は元々、米EE Times誌に掲載されました。

パワーMOSFET市場は規模が大きく、確固たる地位を築いており、2027年までに約140億ドル規模に達すると予想されています。この市場は一般的に、40 V以下、40～200 V、600 V以上の3つの電圧範囲に分けられます。200 V以下の領域が市場全体の約75%を占めています。この領域には、AI（人口知能）サーバー、48 Vのパワー・コンバータ、ロボット、自律型機械など、Efficient Power Conversion（EPC）のターゲット用途の大部分が集中しており、GaN技術の採用にとって重要な戦場となっています。GaN技術は、高効率、高電力密度、システム設計の単純化に注力することで、現代の電力変換システムにおけるシリコンの実現可能な代替品として確固たる地位を築きつつあります。

Efficient Power Conversion（EPC）の共同創立者でCEO（最高経営責任者）のAlex Lidow（アレックス・リドウ）は、台湾MakerPROTW誌の特別編集委員のJudith Cheng氏とのインタビューで、現在量産中の第7世代窒化ガリウム（GaN）技術と、従来はシリコンMOSFETが主流だった低電圧用途への影響について説明しました。40 V出力のEPC2366などのデバイスがすでに量産されていることによって、EPCは、GaNを40 V以下の主流の用途の選択肢として位置付けています ―― この市場は、GaNが最初に普及した100 V分野よりも大きい市場です。

Michael A. de RooijとAlejandro .P. Pozo

モナコで開催された独Bodo’s Power SystemsのWide Band Gap Forumにおいて、EPCの共同創立者でCEO（最高経営責任者）のAlex Lidow（アレックス・リドウ）は、GaNに関する議論の方向性を決定づけ、パワー半導体における50年の経験に基づいて、窒化ガリウム（GaN）の大きな利点を強調しました。米テキサス・インスツルメンツ、米Navitas Semiconductor、独インフィニオン・テクノロジーズ、東芝、独フォルクスワーゲン、三菱電機の専門家らと共に講演し、AI（人工知能）データセンターや人型ロボットから自動運転車やLidar（光による検出と距離の測定）に至るまで、低電圧・高周波システムにとってGaNが優れた選択肢であると位置付けました。高電圧分野ではSiCが依然として主流ですが、GaNがすでに負荷点（POL：Point-of-Load）電源をはじめとするさまざまな分野を変革しつつある費用対効果の高い技術であると強調しました。

人工知能（AI）、ロボット、そして宇宙システムが、パワー・エレクトロニクスの可能性を再定義する中、窒化ガリウム（GaN）技術は変革を牽引し続けています。英Electronic Product Design & Test（EPDT）誌との最近のインタビューで、EPCのCEO（最高経営責任者）で共同創立者であるDr. Alex Lidow（アレックス・リドウ）は、GaNが半導体業界をどのように変革しているのか、そして急速に進化するこの技術の今後について、自身の見解を語りました。

48 Vは、AI（人工知能）システム、データセンター、マイルドハイブリッド電気自動車など、多くのアプリケーションで採用されています。ただし、従来の12 Vのエコシステムが依然として支配的であるため、12 Vから48 Vへの高電力密度のブースト（昇圧型）・コンバータが必要です。eGaN^® FETの高速スイッチングと低オン抵抗R_DS(on) は、この課題に対処することに役立ちます。このブログでは、ルネサス エレクトロニクスのeGaN FET互換コントローラIC のISL81807によって直接駆動されるeGaN FETを使った12 V入力、48 V、500 W出力のDC-DCパワー・モジュールの設計をシンプルで低コストの同期ブースト構成の中で評価します。.