Фирма по производству чипов Navitas стремится обогнать традиционных полупроводников с помощью более экологичного варианта

Nov 03, 2023

Кремниевые чипы широко используются в смартфонах, ноутбуках и других электронных устройствах. Но растет популярность более экологически чистых чипсов.

Нитрид галлия, также известный как GaN, представляет собой химическое соединение, которое сочетает в себе побочный продукт алюминия, называемый галлием, с азотом. По словам Хуили Грейс Син, профессора электротехники и вычислительной техники Корнелльского университета, исследующего GaN-чипы, эти чипы могут генерировать больше энергии, чем кремниевые, при том же количестве электроэнергии в гораздо меньшей форме.

И компании хотят использовать GaN. Navitas, стартап стоимостью 1 миллиард долларов, стремится разрушить мировую полупроводниковую промышленность с помощью этой технологии, рассказал Insider Джин Шеридан, ее генеральный директор. Потратив десятилетия на работу с кремниевыми чипами, Шеридан основал Navitas, чтобы извлечь выгоду из новой технологии, которая, по его словам, имеет многомиллиардный рыночный потенциал. Но он сказал, что убедить электронные компании заменить кремниевые чипы было непросто из-за недостаточной осведомленности и проблем с контролем качества.

Компания Navitas, базирующаяся в Калифорнии, сообщает, что отправила свои разработки Тайваньской компании по производству полупроводников, полупроводниковому гиганту, для производства и поставки более 50 миллионов чипов GaN. Компания, основанная в 2014 году, привлекла более 300 миллионов долларов, прежде чем стала публичной в 2021 году.

Сегодня большинство GaN-чипов Navitas можно найти в зарядных устройствах для телефонов и ноутбуков таких компаний, как Samsung, LG, Lenovo и Dell. Но Шеридан говорит, что компания хочет сделать свой чип GaN лучшим выбором для предотвращения сбоев серверов данных, которые приводят к перебоям в обслуживании и потере сотен тысяч долларов. Центры обработки данных, использующие эти чипы для охлаждения своей инфраструктуры, возможно, смогут сократить выбросы углекислого газа, поскольку чипы GaN потребляют меньше энергии, чем кремниевые.

«Я думаю, что мы действительно можем ускорить переход мира на возобновляемые источники энергии», — сказал Шеридан.

Шеридан сказал, что ему и его соучредителю Дэну Кинзеру потребовались десятилетия исследований и разработок, чтобы разработать дизайн своего чипа, на который сейчас имеется более 150 патентов. Шеридан сказал, что интегральные схемы дали чипам Navitas конкурентное преимущество перед чипами GaN, производимыми такими конкурентами, как Infineon, Texas Instruments и Nvidia.

По оценкам исследовательской компании P&S Intelligence, поскольку технологические компании ищут новые способы сокращения выбросов углекислого газа, рынок GaN-чипов с оборотом в 5 миллиардов долларов к 2030 году может вырасти до 26 миллиардов долларов. Но Шеридан сказал, что чипы GaN склонны к дефектам и сталкиваются с проблемой поставок. проблемы цепочки и что производители должны устранять пробелы в знаниях о технологии.

Хотя эксперты утверждают, что GaN способен совершить революцию в электронной промышленности, это соединение не является чем-то новым.

Академические исследователи в университетах Америки и Японии начали изучать GaN в 1990-х годах. В 1993 году инженеры Сюдзи Накамура, Хироши Амано и Исаму Акасаки использовали GaN для изобретения синего светодиода, который изменил индустрию освещения и стимулировал коммерциализацию этого соединения.

Но GaN по-прежнему был склонен к дефектам, что делало его применение непопулярным среди электронных компаний. Компания Navitas решила попытаться усовершенствовать чипы, но ее дизайнеры и инженеры изо всех сил пытались заставить их работать.

Поскольку чипы GaN изготовлены из разных материалов, электрические токи могут протекать неправильно. Если напряжение слишком низкое, чип не включится. Но если напряжение слишком высокое, перегорит предохранитель.

«GaN действительно быстр и эффективен, и это отличные качества, но он чрезвычайно чувствителен к тому, как вы их включаете и выключаете», — сказал Шеридан.

Навитас сказал, что удобство использования GaN-чипов было препятствием, поскольку электронные компании не знают, что эти чипы могут работать с их устройствами.

«Самая большая проблема, с которой мы столкнулись, заключалась в неосведомленности о существовании высокоскоростных компонентов», — рассказал Insider Стивен Оливер, корпоративный вице-президент по маркетингу и связям с инвесторами Navitas. «Вы не можете вставить двигатель Ferrari в шасси Yugo и ожидать, что машина будет работать». Оливер сказал, что ему часто приходится информировать клиентов об удобстве использования GaN.