隨著數據中心為了滿足人工智能計算的龐大處理需求而變得越來越耗電,提高能效變得至關重要。與一般的搜索引擎請求相比,搭載人工智能的引擎需要消耗超過 10 倍的電力,預計在未來不到兩年的時間,全球數據中心的電力需求將達到約 1,000 太瓦時(TWh) 。從電網到處理器,電力需要經過四次轉換來為人工智能請求的處理提供電能,這可能導致約 12% 的電力損耗。
安森美最新一代T10 PowerTrench系列和EliteSiC 650V MOSFET的強大組合為數據中心應用提供了一種完整解決方案,該方案在更小的封裝尺寸下提供了無與倫比的能效和卓越的熱性能。通過使用T10 PowerTrench系列和EliteSiC 650V解決方案,數據中心能夠減少約1%的電力損耗。如果在全球的數據中心實施這一解決方案,每年可以減少約10太瓦時的能源消耗,相當于每年為近百萬戶家庭提供全年的用電量。
EliteSiC 650V MOSFET提供了卓越的開關性能和更低的器件電容,可在數據中心和儲能系統中實現更高的效率。與上一代產品相比,新一代碳化硅(SiC) MOSFET的柵極電荷減半,并且將儲存在輸出電容(Eoss)和輸出電荷(Qoss)中的能量均減少了44%。與超級結 (SJ) MOSFET 相比,它們在關斷時沒有拖尾電流,在高溫下性能優越,能顯著降低開關損耗。這使得客戶能夠在提高工作頻率的同時減小系統元件的尺寸,從而全面降低系統成本。
T10 PowerTrench 系列專為處理對 DC-DC 功率轉換級至關重要的大電流而設計,以緊湊的封裝尺寸提供了更高的功率密度和卓越的熱性能。這是通過屏蔽柵極溝槽設計實現的,該設計具有超低柵極電荷和小于 1 毫歐的導通電阻 RDS(on)。此外,軟恢復體二極管和較低的 Qrr 有效地減少了振鈴、過沖和電氣噪聲,從而確保了在應力下的最佳性能、可靠性和穩健性。該組合解決方案還符合超大規模運營商所需的嚴格的開放式機架 V3 (ORV3) 基本規范,支持下一代大功率處理器。
T10 屏蔽柵極溝槽技術
功率級內部的MOSFET必須能承受高電流,并對整個系統的效率產生顯著影響。導通損耗和開關損耗共同構成了晶體管上的功率耗散。需要考慮的主要參數包括導通電阻RDS(ON)、柵極電荷以及寄生元件等,它們能在導通損耗和開關損耗之間取得平衡。
安森美用于低壓和中壓 MOSFET 的新型 T10 技術是理想的選擇,該技術采用屏蔽柵極溝道設計,具有超低 QG 和 RDS(ON) < 1m 的特性。T10技術通過其行業領先的軟恢復體二極管(Qrr, Trr)減少了振鈴、過沖和噪聲,實現了性能與恢復特性之間的完美平衡。
FOM改進
T10屏蔽柵極溝槽技術主要針對DC-DC轉換應用,適用于各種需要 40V 和 80V MOSFET 的新型 48V 應用和傳統 12V 應用。該技術旨在優化效率,降低輸出電容及關鍵性能指標,同時實現更低的導通電阻RDS(ON)和柵極電荷QG。其中,出色的40V溝槽技術產品NVMFWS0D4N04XM,RDS(ON)可低至0.42m?,采用小巧的5x6封裝。而對于80V的選項NVBLS0D8N08X,RDS(ON)則可低至0.79m?。對于低壓 FET,襯底電阻可能占 RDS(ON) 的很大一部分。
因此,隨著技術的進步,使用較低電阻率的襯底和減薄晶圓變得至關重要。在 T10 技術中,安森美成功減小了晶圓厚度,從而將 40V MOSFET 中襯底對 RDS(ON) 的影響從約 50% 減少到 22%。更薄的襯底也提高了器件的熱性能。
審核編輯:彭菁
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原文標題:安森美T10系列,解鎖數據中心和汽車應用的密鑰
文章出處:【微信號:onsemi-china,微信公眾號:安森美】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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