![]() 這里顯示是一個(gè)原型筆記本電源適配器由劍橋使用氮化鎵電子晶體管。 體積為1.5立方英寸,這是有史以來最小的筆記本電源適配器。 圖片:由劍橋電子產(chǎn)品
使用特殊材料稱為氮化鎵(GaN),劍橋電子公司宣布一行GaN晶體管和電力電子電路,承諾削減到2025年全球能源使用10到20%。 2013年,美國能源部(DOE)專用的大約一半的1.4億美元的電力電子研究所GaN研究,稱其可能減少全球能源消費(fèi)。 現(xiàn)在劍橋麻省理工學(xué)院分電子有限公司(CEI)宣布一行GaN晶體管和電力電子電路這一承諾削減能源使用數(shù)據(jù)中心,電動(dòng)汽車,到2025年全球消費(fèi)設(shè)備10到20%。 電力電子是一種無處不在的技術(shù)用來將電能轉(zhuǎn)換為高或低電壓和電流不同,比如在一臺(tái)筆記本電腦的電源適配器,或電力變電站電壓和分配電能轉(zhuǎn)換為消費(fèi)者。 許多這些電力電子系統(tǒng)的依賴硅晶體管開關(guān)調(diào)節(jié)電壓,但是由于速度和阻力的限制,能量以熱能的形式浪費(fèi)。 CEI GaN晶體管至少有十分之一的電阻硅晶體管,據(jù)該公司。 這允許更高的能效,數(shù)量級(jí)速度切換頻率——這意味著電力電子系統(tǒng)與這些組件可以小得多。 CEI使用晶體管,使電力電子,將降低數(shù)據(jù)中心能源密集型,電動(dòng)汽車更便宜,也更強(qiáng)大,和筆記本電源適配器大小三分之一,甚至足夠小,適合在計(jì)算機(jī)本身。 “這是一個(gè)千載難逢的機(jī)會(huì)改變電子與影響世界上如何使用能源,”CEI聯(lián)合創(chuàng)始人托馬斯帕拉西奧斯說,麻省理工學(xué)院的電氣工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)副教授co-invented技術(shù)。 其他創(chuàng)始人和共同發(fā)明人ananthachandrakasan,約瑟夫·f·和南�！·吉時(shí)利電氣工程教授,現(xiàn)在CEI的技術(shù)顧問委員會(huì)主席;校友本陸SM的07年,博士”13日CEI設(shè)備發(fā)展的副總裁,凌夏博士”12日CEI的運(yùn)營總監(jiān),Mohamed Azize CEI的外延;和奧邁薩阿達(dá)特博士”14日CEI的產(chǎn)品可靠性。 使氮化鎵可行 在氮化鎵在硅晶體管有幾個(gè)好處,安全缺陷和昂貴的制造方法在很大程度上使他們進(jìn)入市場。 但陸,帕拉西奧斯薩阿達(dá)特和其他通過設(shè)計(jì)創(chuàng)新麻省理工學(xué)院的研究人員設(shè)法克服這些問題在2000年代末。 功率晶體管設(shè)計(jì)大電流流動(dòng)時(shí),阻止高電壓時(shí)。應(yīng)該斷路或失敗,晶體管必須默認(rèn)為“關(guān)”位置減少當(dāng)前以避免短路等問題的一個(gè)重要特性的硅功率晶體管。 但GaN晶體管通�！罢！薄@意味著,默認(rèn)情況下,他們會(huì)總是允許電流流動(dòng),這歷來是很難糾正。 在麻省理工學(xué)院的微系統(tǒng)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室使用資源,研究人員——由國防部和能源部資助發(fā)達(dá)GaN晶體管被修改“正�！钡慕Y(jié)構(gòu)材料。 甘,使傳統(tǒng)晶體管,科學(xué)家成長上薄薄的一層氮化鎵襯底。 麻省理工學(xué)院的研究人員分層不同的材料和不同的成分在GaN晶體管。 找到一個(gè)精確的組合允許一種新的GaN晶體管到默認(rèn)位置。 “我們總是談?wù)揋aN鎵和氮,但是您可以修改基本的氮化鎵材料,添加雜質(zhì)和其他元素,改變它的屬性,”帕拉奇斯說。 但GaN和其他nonsilicon半導(dǎo)體也在特殊的生產(chǎn)過程,它是昂貴的。 降低成本,麻省理工學(xué)院的研究人員,在研究所,后,與公司開發(fā)新的制造技術(shù),或“工藝配方,”陸說。 這涉及,除此之外,斷開黃金金屬用于制造GaN設(shè)備兼容的硅制造的金屬,和發(fā)展的方法沉積氮化鎵所使用的大型晶片硅晶圓代工廠。 “基本上,我們制造先進(jìn)GaN晶體管和電路在傳統(tǒng)硅晶圓代工廠,在硅的成本。 成本是一樣的,但新設(shè)備的性能是100倍,”陸說。 主要應(yīng)用 CEI目前利用其先進(jìn)的晶體管來開發(fā)筆記本電源適配器,體積大約1.5立方英寸,最小的。 晶體管的其他可行的應(yīng)用程序中,帕拉奇斯說,是更好的電力電子數(shù)據(jù)中心由谷歌,亞馬遜,Facebook,和其他公司,云。 目前,這些數(shù)據(jù)中心消耗在美國大約2%的電力。 但GaN-based電力電子,帕拉西奧斯說,可以挽救一個(gè)非�？捎^的。 另一個(gè)主要的未來應(yīng)用,帕拉西奧斯補(bǔ)充說,將在電動(dòng)汽車取代硅基電力電子。 這些是在充電的充電器,逆變器,把電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)馬達(dá)。 今天使用的硅晶體管有約束力量能力,限制了汽車可以處理多大的權(quán)力。 這是其中一個(gè)主要原因很少有大的電動(dòng)汽車。 GaN-based電力電子,另一方面,可以提高電動(dòng)汽車的功率輸出,并使他們更節(jié)能、更輕,因此,便宜,能夠駕駛更長的距離。 “電動(dòng)汽車很受歡迎,但還是一個(gè)利基產(chǎn)品。 氮化鎵功率電子產(chǎn)品會(huì)使他們成為主流的關(guān)鍵,”帕拉奇斯說。 創(chuàng)新的想法 在啟動(dòng)CEI,麻省理工學(xué)院的創(chuàng)始人轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目,這導(dǎo)致啟動(dòng)問題的進(jìn)展。 “麻省理工學(xué)院的創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)把事情的關(guān)鍵,我們現(xiàn)在,”帕拉奇斯說。 帕拉西奧斯首先獲得的資助Deshpande技術(shù)創(chuàng)新中心推出CEI。 之后,他把他的主意GaN-based電力電子創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)(i-Teams),匯集了麻省理工學(xué)院的學(xué)生來自學(xué)科評(píng)估新技術(shù)的商業(yè)可行性。 這個(gè)項(xiàng)目,他說,給他的巨大市場拉甘電力電子,并幫助CEI首先解決其產(chǎn)品。 “很多次,這是相反的:你拿出驚人的技術(shù)尋找應(yīng)用程序。 在這種情況下,由于i-Teams,我們發(fā)現(xiàn)有許多應(yīng)用程序?qū)ふ疫@一技術(shù),”帕拉奇斯說。 Lu,CEI增長的一個(gè)關(guān)鍵元素是審計(jì)Start6研討會(huì)主辦的電氣工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)、創(chuàng)業(yè)工程學(xué)生被引導(dǎo)通過啟動(dòng)過程與組織討論和談判經(jīng)驗(yàn)豐富的企業(yè)家。 除此之外,陸獲得視角劃分股權(quán),資金,建立一個(gè)團(tuán)隊(duì),和其他早期創(chuàng)業(yè)的挑戰(zhàn)。
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發(fā)表于 2015-7-30 21:01:37
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