Porsche в сотрудничестве с Штутгартским университетом разработала автомобильную аудиосистему с усилителем на основе нитрида галлия (GaN). Эта технология должна дебютировать на серийном автомобиле Porsche в 2027 году.

Porsche совместно с Штутгартским университетом адаптировала технологию GaN для автомобильной аудиосистемы. Первым примером применения станет система Burmester 3D High-End Surround Sound System.

В основе системы лежит высокопроизводительный чип на основе нитрида галлия. Он отвечает за преобразование напряжения, необходимое для работы усилителя 400-ваттного сабвуфера.

Благодаря свойствам GaN электронные компоненты могут работать на более высоких частотах переключения и имеют меньшие потери при переключении по сравнению с аналогичными кремниевыми транзисторами. Это уменьшает количество энергии, преобразуемой в тепло, и повышает эффективность системы.

Усилитель стал легче

Снижение тепловыделения позволяет уменьшить требования к охлаждению усилителя. Porsche заявляет, что благодаря GaN радиатор можно сделать примерно на 20 % легче.

Уменьшаются также пассивные компоненты, в том числе конденсаторы и катушки индуктивности. В результате весь усилитель становится компактнее и легче.

Есть и дополнительный эффект для производства. Для более лёгкого радиатора требуется меньше алюминия, производство которого требует значительных объёмов энергии. Таким образом, сокращение количества материала помогает уменьшить связанные с производством выбросы CO₂.

От светодиодов до автомобилей

Нитрид галлия получил широкое применение в 1990-х годах, в частности в производстве синих светодиодов. Сегодня GaN-чипы используются в различных сферах — от компактных зарядных устройств для смартфонов и планшетов до спутников.

Porsche заинтересовалась возможностью использования этой технологии в автомобилях в середине 2023 года. Весной 2024 года специалисты Porsche по аудиосистемам, полупроводникам и устойчивому развитию начали совместную работу с Институтом надёжных силовых полупроводниковых систем Университета Штутгарта.

Целью стало создание прототипа усилителя сабвуфера на основе GaN. Позже Porsche привлекла международного производителя чипов и партнера по разработке аудиосистем, после чего команда создала версию, готовую к серийному производству.

GaN можно использовать и в электромобилях

Porsche рассматривает нитрид галлия не только для аудиосистем. Компания изучает возможность использования технологии для преобразования электроэнергии в высоковольтных системах. Это особенно актуально для электрических спортивных автомобилей, где эффективность и масса компонентов имеют непосредственное значение.

Porsche уже подала несколько патентных заявок для защиты технологий, разработанных в рамках этого проекта. Серийный дебют GaN состоится в 2027 году в одном из будущих автомобилей бренда.