以创新为引擎，安森美推动数据中心能效革新

发布时间：2024-08-08 09:47
作者：AMEYA360
来源：安森美
阅读量：518

　　随着数据中心为了满足人工智能(AI)计算的庞大处理需求而变得越来越耗电，提高能效变得至关重要。与一般的搜索引擎请求相比，搭载AI的引擎需要消耗超过10倍的电力。加快功率半导体的创新以改善能效是实现这些技术大趋势的关键。安森美(onsemi)的PowerTrench® T10系列和EliteSiC 650V MOSFET的强大组合可以显著降低能量转换过程中的功率损耗，将对下一代数据中心的需求产生积极的影响。

　　该方案在更小的封装尺寸下提供了无与伦比的能效和卓越的热性能。通过使用PowerTrench® T10系列和EliteSiC 650V解决方案，数据中心能够减少约1%的电力损耗。如果在全球的数据中心实施这一解决方案，每年可以减少约10太瓦时的能源消耗，相当于每年为近百万户家庭提供全年的用电量 。

　　EliteSiC 650V MOSFET提供了卓越的开关性能和更低的器件电容，可在数据中心和储能系统中实现更高的效率。与上一代产品相比，新一代SiC MOSFET的栅极电荷减半，并且将储存在输出电容(Eoss)和输出电荷(Qoss)中的能量均减少了44%。与超级结 (SJ) MOSFET 相比，它们在关断时没有拖尾电流，在高温下性能优越，能显著降低开关损耗。这使得客户能够在提高工作频率的同时减小系统元件的尺寸，从而全面降低系统成本。

　　PowerTrench® T10 系列专为处理对DC-DC功率转换级至关重要的大电流而设计，以紧凑的封装尺寸提供了更高的功率密度和卓越的热性能。这是通过屏蔽栅极沟槽设计实现的，该设计具有超低栅极电荷和小于 1 毫欧的导通电阻RDS(on)。此外，软恢复体二极管和较低的 Qrr 有效地减少了振铃、过冲和电气噪声，从而确保了在应力下的最佳性能、可靠性和稳健性。该组合解决方案还符合超大规模运营商所需的严格的开放式机架 V3 (ORV3) 基本规范，支持下一代大功率处理器。

　　安森美加速SiC创新

　　安森美提供智能电源和智能感知技术，加速推动汽车功能电子化和汽车安全、可持续电网、工业自动化以及5G和云基础设施等细分领域的变革创新。安森美位列《财富》美国500强，也被纳入纳斯达克100指数和标普500指数。

　　SiC是电动汽车和光伏逆变器等应用的关键技术。安森美是业内少有的端到端SiC制造商，包括 SiC 晶锭批量生长、晶圆制造、外延、器件制造、出色的集成模块和分立封装方案，掌控着从衬底到最终模块的每一个生产步骤，在保持产品质量和性能的同时还能优化成本、简化运营、优化效率并保证供应。

　　为推进全球电气化转型，安森美加速SiC创新，宣布计划在 2030 年前加速推出多款新一代SiC产品。最新推出的EliteSiC M3e MOSFET 能将电气化应用的关断损耗降低多达 50%，该平台采用经过实际验证的平面架构，以独特方式降低了导通损耗和开关损耗。由于能够在更高的开关频率和电压下运行，EliteSiC M3e MOSFET可有效降低电源转换损耗，这对于电动汽车动力系统、直流快速充电桩、太阳能逆变器和储能方案等广泛的汽车和工业应用至关重要。此外，EliteSiC M3e MOSFET 将促进数据中心向更高效、更高功率转变，以满足可持续人工智能引擎指数级增长的能源需求。

　　此外，安森美还提供更广泛的智能电源技术，包括栅极驱动器、DC-DC 转换器、电子保险丝等，并均可与 EliteSiC M3e 平台配合使用。通过这些安森美优化和协同设计的功率开关、驱动器和控制器的端到端一体化技术组合，可实现多项先进特性集成，并降低整体系统成本。

　　安森美因其在智能电源和智能感知技术领域的卓越贡献，已成功入围由elexcon 2024深圳国际电子展和电子发烧友网联合发起的年度领军企业奖。

以创新为引擎，安森美推动数据中心能效革新


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　　今日，安森美 (onsemi) 推出采用 F5BP 封装的最新一代硅和碳化硅混合功率集成模块 (PIM)，非常适合用于提高大型太阳能组串式逆变器或储能系统 (ESS) 的功率。与前几代产品相比，这些模块在相同尺寸下提供了更高的功率密度和效率，将太阳能逆变器的总系统功率从 300 kW提高到 350 kW。这意味着，使用最新一代模块的装机容量为一千兆瓦的大型太阳能发电场，每小时可实现近两兆瓦的节能效果，相当于每年为超过 700 户家庭供电。此外，要达到与上一代产品相同的功率，所需的模块数量更少，可将功率器件的元器件成本降低 25% 以上。　　由于太阳能发电的平准化能源成本 (LCOE) 最低，太阳能正日益成为全球可再生能源发电的首选。为了弥补太阳能发电的不稳定性，公用事业运营商也在增设大型电池储能系统 (BESS) ，以确保电网的稳定供能。为了支持这种系统组合，制造商和公用事业公司需要能够提供最高效率和可靠电力转换的解决方案。每提高 0.1% 的效率，对于每千兆瓦装机容量，每年可节省 25 万美元的运营成本。　　“作为一种依赖阳光的波动性能源，我们需要不断提高系统效率和可靠性，并采用先进储能解决方案，以确保全球电网在电力需求高峰期和非高峰期的稳定性和可靠性。”安森美电源方案事业群工业电源部副总裁 Sravan Vanaparthy 表示，“更高效的基础设施会促进采用，并确保随着更多太阳能发电设施的建成，减少能源浪费，推动我们在摆脱化石燃料的道路上不断前进。”　　F5BP-PIM集成了1050V FS7 IGBT和1200V D3 EliteSiC二极管，实现高电压和大电流转换的同时降低功耗并提高可靠性。FS7 IGBT 关断损耗低，可将开关损耗降低达 8%，而EliteSiC二极管则提供了卓越的开关性能，与前几代产品相比，导通压降 (VF) 降低了15%。　　这些PIM包含了一种创新的I型中点箝位 (INPC) 拓扑结构的逆变器模块和飞跨电容拓扑结构的升压模块。这些模块还使用了优化的电气布局和先进的直接铜键合 (DBC) 基板，以降低杂散电感和热阻。此外，铜基板进一步将结到散热片的热阻降低了9.3%，确保模块在重载下保持冷却。这种热管理对于保持模块的效率和使用寿命至关重要，使其在需要可靠和持续供电的苛刻应用中非常有效。
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