![]() 這里顯示是一個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。 現在劍橋麻省理工學院分電子有限公司(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據中心,電動汽車,到2025年全球消費設備10到20%。 電力電子是一種無處不在的技術用來將電能轉換為高或低電壓和電流不同,比如在一臺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換為消費者。 許多這些電力電子系統的依賴硅晶體管開關調節電壓,但是由于速度和阻力的限制,能量以熱能的形式浪費。 CEI GaN晶體管至少有十分之一的電阻硅晶體管,據該公司。 這允許更高的能效,數量級速度切換頻率——這意味著電力電子系統與這些組件可以小得多。 CEI使用晶體管,使電力電子,將降低數據中心能源密集型,電動汽車更便宜,也更強大,和筆記本電源適配器大小三分之一,甚至足夠小,適合在計算機本身。 “這是一個千載難逢的機會改變電子與影響世界上如何使用能源,”CEI聯合創始人托馬斯帕拉西奧斯說,麻省理工學院的電氣工程和計算機科學副教授co-invented技術。 其他創始人和共同發明人ananthachandrakasan,約瑟夫·f·和南希·p·吉時利電氣工程教授,現在CEI的技術顧問委員會主席;校友本陸SM的07年,博士”13日CEI設備發展的副總裁,凌夏博士”12日CEI的運營總監,Mohamed Azize CEI的外延;和奧邁薩阿達特博士”14日CEI的產品可靠性。 使氮化鎵可行 在氮化鎵在硅晶體管有幾個好處,安全缺陷和昂貴的制造方法在很大程度上使他們進入市場。 但陸,帕拉西奧斯薩阿達特和其他通過設計創新麻省理工學院的研究人員設法克服這些問題在2000年代末。 功率晶體管設計大電流流動時,阻止高電壓時。應該斷路或失敗,晶體管必須默認為“關”位置減少當前以避免短路等問題的一個重要特性的硅功率晶體管。 但GaN晶體管通常“正常”——這意味著,默認情況下,他們會總是允許電流流動,這歷來是很難糾正。 在麻省理工學院的微系統技術實驗室使用資源,研究人員——由國防部和能源部資助發達GaN晶體管被修改“正常”的結構材料。 甘,使傳統晶體管,科學家成長上薄薄的一層氮化鎵襯底。 麻省理工學院的研究人員分層不同的材料和不同的成分在GaN晶體管。 找到一個精確的組合允許一種新的GaN晶體管到默認位置。 “我們總是談論GaN鎵和氮,但是您可以修改基本的氮化鎵材料,添加雜質和其他元素,改變它的屬性,”帕拉奇斯說。 但GaN和其他nonsilicon半導體也在特殊的生產過程,它是昂貴的。 降低成本,麻省理工學院的研究人員,在研究所,后,與公司開發新的制造技術,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設備兼容的硅制造的金屬,和發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GaN晶體管和電路在傳統硅晶圓代工廠,在硅的成本。 成本是一樣的,但新設備的性能是100倍,”陸說。 主要應用 CEI目前利用其先進的晶體管來開發筆記本電源適配器,體積大約1.5立方英寸,最小的。 晶體管的其他可行的應用程序中,帕拉奇斯說,是更好的電力電子數據中心由谷歌,亞馬遜,Facebook,和其他公司,云。 目前,這些數據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,可以挽救一個非常可觀的。 另一個主要的未來應用,帕拉西奧斯補充說,將在電動汽車取代硅基電力電子。 這些是在充電的充電器,逆變器,把電池驅動的電動馬達。 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力。 這是其中一個主要原因很少有大的電動汽車。 GaN-based電力電子,另一方面,可以提高電動汽車的功率輸出,并使他們更節能、更輕,因此,便宜,能夠駕駛更長的距離。 “電動汽車很受歡迎,但還是一個利基產品。 氮化鎵功率電子產品會使他們成為主流的關鍵,”帕拉奇斯說。 創新的想法 在啟動CEI,麻省理工學院的創始人轉向機構的創業項目,這導致啟動問題的進展。 “麻省理工學院的創新和創業生態系統已經把事情的關鍵,我們現在,”帕拉奇斯說。 帕拉西奧斯首先獲得的資助Deshpande技術創新中心推出CEI。 之后,他把他的主意GaN-based電力電子創新團隊(i-Teams),匯集了麻省理工學院的學生來自學科評估新技術的商業可行性。 這個項目,他說,給他的巨大市場拉甘電力電子,并幫助CEI首先解決其產品。 “很多次,這是相反的:你拿出驚人的技術尋找應用程序。 在這種情況下,由于i-Teams,我們發現有許多應用程序尋找這一技術,”帕拉奇斯說。 Lu,CEI增長的一個關鍵元素是審計Start6研討會主辦的電氣工程和計算機科學、創業工程學生被引導通過啟動過程與組織討論和談判經驗豐富的企業家。 除此之外,陸獲得視角劃分股權,資金,建立一個團隊,和其他早期創業的挑戰。
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發表于 2015-7-30 21:01:37
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