2025, l’année du GaN ?
Infineon estime que l’adoption des semi-conducteurs à base de nitrure de gallium va se généraliser dans de nombreuses applications dès cette année, des équipements grand public aux centres de données d’IA, en passant par la mobilité, les télécoms et le solaire.
En proie à des difficultés sur leurs marchés cibles, les ténors européens des semi-conducteurs cherchent de nouveaux relais de croissance. La technologie GaN pourrait-elle être le meilleur moyen pour eux de rebondir ? Dans ses prévisions pour 2025, Infineon Technologies fonde en tout cas de grands espoirs sur les semi-conducteurs en nitrure de gallium, dont « l’adoption pourrait se généraliser dans de nombreuses applications dès cette année ». Déjà présent dans les chargeurs et adaptateurs USB-C, le GaN pourrait ainsi rapidement se faire une place dans d’autres applications grand public, mais également dans les débouchés de la mobilité, de l’énergie solaire résidentielle, des télécoms et des centres de données dédiés à l’IA, selon le fabricant allemand.
© Infineon Technologies
« La pertinence des systèmes de puissance électriques augmentera au fur et à mesure que le rôle du GaN va s’étoffer, du fait de ses avantages en termes d’efficacité énergétique, de densité de puissance et de compacité. Étant donné que la parité des coûts avec le silicium est en vue, nous assisterons à une augmentation du taux d’adoption du GaN cette année et au-delà », assure Johannes Schoiswohl, responsable de la division GaN chez Infineon.
L’IA devrait notamment doper la demande de solutions à base de nitrure de gallium. L’augmentation rapide de la puissance de calcul requise et de la demande d’énergie dans les centres de données d’IA entraînera un besoin de solutions avancées capables de gérer les charges importantes associées aux serveurs d’IA, avance Infineon. Les alimentations qui géraient autrefois 3,3 kW évoluent désormais vers 5,5 kW, avec des projections évoluant vers 12 kW ou plus par unité. En tirant parti du GaN, les centres de données d’IA peuvent améliorer leur densité de puissance, ce qui influence directement la quantité de puissance de calcul pouvant être fournie dans un espace rack donné. Bien que le GaN présente des avantages évidents, les approches hybrides combinant le GaN avec le silicium et le SiC sont les plus à même de répondre aux exigences des centres de données d’IA et d’obtenir les meilleurs compromis entre efficacité, densité de puissance et coût du système, selon le groupe allemand.
Sur le marché de l’électroménager, Infineon s’attend aussi à ce que le GaN gagne du terrain de manière significative, en raison de la nécessité d’obtenir des indices d’efficacité énergétique plus élevés, un critère que les consommateurs prennent de plus en compte lorsqu’ils achètent machine à laver, sèche-linge, réfrigérateur et autre pompe à chaleur. Dans les applications de 800 W, par exemple, le GaN peut permettre un gain d’efficacité de 2%, ce qui peut aider les fabricants à atteindre les notes A tant convoitées.
Infineon cite également les bienfaits potentiels du GaN dans les chargeurs embarqués et les convertisseurs DC-DC dans les véhicules électriques, contribuant à une efficacité de charge, une densité de puissance et une durabilité des matériaux améliorées, avec une évolution vers des systèmes de plus de 20 kW. Associé aux solutions SiC haut de gamme, le GaN permettra également d’obtenir des onduleurs de traction plus efficaces pour les architectures 400 V et 800 V des véhicules électriques, pour une autonomie accrue.
Enfin, Infineon estime que la robotique verra l’adoption généralisée du GaN à partir de 2025, en particulier dans les drones de livraison, les robots dédiés à la santé et les robots humanoïdes. À mesure que la technologie robotique intègre les avancées de l’IA telles que le traitement du langage et la vision par ordinateur, le GaN fournira l’efficacité requise pour des conceptions compactes et hautes performances, assure le groupe. Par exemple, l’intégration des onduleurs dans le châssis du moteur permet d’éliminer le dissipateur thermique de l’onduleur tout en réduisant le câblage de chaque axe et en simplifiant la conception CEM.
Rappelons qu’en septembre dernier, Infineon a annoncé avoir réussi à développer la première technologie de tranches de nitrure de gallium en diamètre 300 mm au monde et à en maîtriser sa production dans un environnement de fabrication à haut volume existant et évolutif.
