AI 인프라, 전기화, 산업 자동화, 에너지 시스템의 확산으로 더욱 효율적이고 소형화된 전력 아키텍처에 대한 수요가 지속적으로 증가하고 있다. 이에 설계자들은 에너지 소비, 열 관리, 시스템 크기 측면에서 점점 더 큰 과제에 직면하고 있다.
특히 AI 데이터센터는 2030년까지 미국 전체 전력 생산량의 최대 9%를 소비할 것으로 예상되며 전력과 냉각 비용은 데이터센터 전체 운영 비용의 최대 40%를 차지할 것으로 전망된다.
이에 따라 온세미가 새로운 GaNEXUSTM 질화갈륨(GaN) 전력 제품군를 출시했다. 온세미는 이번 출시와 함께 40V~650V 전압 범위의 GaNEXUS FET와 GaNEXUS 스마트 650V GaN FET(GaNEXUS Smart 650V GaN FET)의 초기 샘플 공급을 시작했다. 이 제품군은 AI 데이터센터 전원 공급, 48V 시스템, 로보틱스, 산업 자동화, 에너지 인프라 등 전력 소모가 높은 애플리케이션에 적합하다.
GaNEXUS는 실리콘과 엘리트 실리콘카바이드(EliteSiC) 기술과 함께 온세미의 폭넓은 전력 포트폴리오에 포함된다. 이 제품군은 고객이 전력 공급 아키텍처 전반에서 성능과 효율성, 열 특성, 총 시스템 비용을 보다 유연하게 최적화하도록 지원한다.
GaNEXUS는 기존 실리콘 기반 솔루션 대비 더 빠른 스위칭 속도와 낮은 스위칭 손실, 높은 전력 밀도, 향상된 열 성능을 제공해 이러한 과제를 해결한다. 이를 통해 고객은 자기 부품(magnetics) 및 냉각 시스템의 크기를 줄이는 동시에 전체 시스템의 효율성과 응답성을 높이고 시스템 비용을 절감할 수 있다. 이는 AI 데이터센터 전력 공급, 전기차 충전부터 로보틱스, 산업용 전력 시스템에 이르기까지 다양한 애플리케이션에서 활용될 수 있다.
GaNEXUS는 AI 서버용 48V 중간 버스 컨버터(intermediate bus converter, IBC), 배터리 백업 장치(battery backup units, BBU), 모터 드라이브를 포함한 저·중전압 시스템에서 다음과 같은 이점을 제공한다.
- 자기 부품 크기 약 30~60% 축소
- 전력 밀도 약 1.5~2배 향상
- 토폴로지에 따라 약 0.5~2% 향상된 효율
- 스위칭 손실 감소, 열 성능 및 제어 안정성 향상
AI 전력 셸프(power shelves), 고전압 DC-DC 변환, PFC, LLC 전력 스테이지와 같은 고전압 애플리케이션에서는 다음과 같은 이점을 제공한다.
- 고주파 AC-DC와 공진 스테이지에서 자기 부품 크기 최대 약 60%까지 축소
- PFC, LLC, HV DC-DC 아키텍처에서 전력 밀도 약 1.5~2배 향상
- 대규모 적용 시 열 관리와 운영 비용 약 0.5~1% 효율 향상
- 손실 감소로 소형 고전력 시스템의 열적 스트레스 완화
- GaNEXUS 스마트를 통한 시스템 위험 감소, 파워스테이지 설계 간소화, 인증 기간 단축, 신뢰성 향상
GaNEXUS 디바이스는 열 성능이 강화된 패키지를 적용했으며, 이중 소싱을 지원할 수 있는 업계 표준 풋프린트를 갖췄다. 여기에는 TOLL 하단 냉각(TOLL Bottom Cooling), TOLT 상단 냉각(TOLT Top Cooling), 3.3mm x 3.3mm와 5mm x 6mm 크기의 이중 냉각 패키지가 포함된다.
온세미 GaNEXUS에 대한 자세한 내용은 여기서 확인 가능하며, 온세미 트레오 플랫폼은 여기서 확인 가능하다.
