1200V縦型GaNで800V→6Vの20kW級電源、onsemi：electronica 2026

onsemiは、ドイツ・ミュンヘンで開催されたエレクトロニクス展示会「electronica 2026」（2026年11月10〜13日）において、1200V耐圧の縦型窒化ガリウム（GaN）パワーデバイスを採用した、800Vの直流電圧を6Vに直接変換する中間バスコンバーター（IBC）の試作機を展示した。

[永山準，EE Times Japan]

　onsemiは、ドイツ・ミュンヘンで開催されたエレクトロニクス展示会「electronica 2026」（2026年11月10〜13日）において、1200V耐圧の縦型窒化ガリウム（GaN）パワーデバイスを採用した20kW級の中間バスコンバーター（IBC）の試作機を展示した。800Vの直流入力を6Vに直接変換するもので、AIデータセンターの高電圧直流給電への対応を想定する。

1200V耐圧のGaNパワーデバイスを採用した800V→6Vの20kW級中間バスコンバーター（IBC）試作機［クリックで拡大］

独自の縦型GaNで攻めるonsemi

　AIデータセンターでは、GPUなどの演算処理能力の向上に伴い、サーバラックやプロセッサに供給する電力が増大している。従来の48Vや52Vを中心とする給電方式では、電力の増大に伴って配電電流も増加する。

　このため、配電損失や配線の大型化を抑える手段として、800V直流給電への移行が検討されている。onsemiは会場で、現在のデータセンターで採用されている給電方式と、将来想定される800V直流給電方式を比較し、それぞれに対応する同社の電源ソリューションを紹介していた。

　今回の20kW級IBCには、onsemiが開発を進める1200V耐圧の縦型GaNパワーデバイスを採用した。

　onsemiは2025年10月に700Vおよび1200V耐圧の縦型GaNを発表している。一般的な横型GaNデバイスでは、電流がチップの表面に沿って流れるのに対し、縦型GaNでは電流がチップの厚さ方向に流れる。この構造によって高耐圧化と高電流密度化を図り、高い電力密度を実現できる。同社は市販の横型GaNデバイスと比較してチップサイズを約3分の1に縮小できると説明。高周波動作による受動部品の小型化や、電力変換損失の低減も利点として挙げている。

手前に2個ずつ並ぶ上面が白いデバイスが縦型GaN製品。上面冷却パッケージを採用している［クリックで拡大］

MHz帯の高周波動作で磁性部品を小型化

　試作機はLLC共振型の電力変換方式を採用。一次側には1200V耐圧の縦型GaN、二次側には中耐圧のMOSFETを使用している。会場の説明担当者は「800Vに対応するため、例えば650V耐圧の横型GaNを2個直列接続する構成もあるが、1200V耐圧の縦型GaNではその必要がない」と説明。また「スイッチング周波数がMHz帯と非常に高いため、トランスなどの磁性部品を小型化できる。そのため、全体をこれだけコンパクトにできる」と強調していた。展示パネルには、試作機の変換効率として96.5％と記載していた。

　説明担当者は、GaNの利点として、スイッチング損失や寄生容量の小ささ、逆回復電荷が生じないことなども挙げた。さらに「逆回復は電磁妨害（EMI）にも影響するため、逆回復がなければEMIの面でも有利になる」とも説明した。

　また、GaNの性能を引き出すには、基板レイアウトやゲート駆動回路、放熱設計にも注意が必要だという。説明担当者は「GaNは非常に敏感で、ゲート・ソース間電圧（VGS）を適切に制御しなければ、デバイスを破壊する可能性もある」と指摘した。チップが小さいため、発生した熱を効率よく逃がすことも重要になる。同社は、データセンターのさまざまな電源回路に対応するパワーデバイスやゲートドライバーなどを幅広くそろえていると強調した。

　なお、onsemiは2026年9月16日に開催した投資家向け説明会「Investor Day 2026」でも、縦型GaNと磁性部品の設計技術を組み合わせた800Vから6Vへの電力変換ソリューションについて説明していた。この際の説明では、競合ソリューションと比較してサイズを20％削減できると主張。サーバラック内の電源回路が占めるスペースを減らすことで、演算処理に利用できるスペースを増やせると訴求していた。

投資家向け説明会「Investor Day 2026」での説明［クリックで拡大］

　AIデータセンター向けの800V→6V電源を巡っては、Navitas SemiconductorやTexas Instruments、STMicroelectronics、ルネサス エレクトロニクスなどの競合も開発を公表している。onsemiはこの分野で、独自の1200V耐圧の縦型GaNを活用した電源の小型化などを訴求する。

　今回、onsemiは20kW級IBCのほかにも、炭化ケイ素（SiC）JFETを採用した800V→50VのIBCや、650Vおよび100V耐圧の横型GaNを使用した12kW級の800V→50V IBC、48V→12Vの変換を担う1.5kW級IBCなども紹介。複数の電源構成に対応する製品群を訴求していた。

複数の電源構成に対応する製品群を訴求していた［クリックで拡大］

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