Desarrollada en colaboración con la Universidad de Stuttgart, Porsche ha adaptado la tecnología GaN para su primera aplicación en el sector automotriz: el sistema de sonido envolvente de alta gama Burmester 3D. Un chip de alto rendimiento basado en GaN se encarga de la conversión de voltaje necesaria para alimentar el amplificador del subwoofer de 400 W. Está previsto que esta tecnología debute en producción en un futuro modelo de la marca en 2027.
¿En qué consiste la tecnología del nitruro de galio (GaN)?
El nitruro de galio es un material semiconductor innovador que encontró su primera aplicación generalizada en diodos emisores de luz (LED) azules en la década de 1990. Hoy en día, los chips de GaN se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, desde cargadores USB compactos y ligeros para teléfonos inteligentes y tabletas hasta satélites en el espacio.
Los interruptores semiconductores basados en GaN, comúnmente conocidos como transistores, permiten frecuencias de conmutación más altas y, gracias a las propiedades de su material, presentan pérdidas de conmutación significativamente menores que los transistores de silicio comparables. La consiguiente reducción en la generación de calor aumenta la eficiencia de la conversión de voltaje, a la vez que crea oportunidades para diseños más compactos y ligeros de componentes electrónicos como condensadores e inductores.
Lo mismo se aplica al sistema de sonido envolvente de alta gama 3D Burmester®. Gracias a la conversión de energía significativamente más eficiente que ofrecen los semiconductores de GaN en comparación con los semiconductores convencionales de silicio, se pierde menos energía y se genera menos calor. Como resultado, se reducen sustancialmente los requisitos de refrigeración y el disipador de calor puede ser aproximadamente un 20 % más ligero, al tiempo que los componentes pasivos también pueden ser más pequeños. Esto hace que el amplificador sea más ligero y compacto en general. Además, existe un beneficio ambiental adicional: la menor cantidad de aluminio necesaria para el disipador de calor, cuya producción consume mucha energía, ayuda a evitar las emisiones de CO₂ que de otro modo se generarían durante la producción de los amplificadores.
A mediados de 2023, Porsche concibió la idea de aprovechar las ventajas del nitruro de galio para su uso en las exigentes condiciones de un coche deportivo. Desde la primavera de 2024, un equipo de expertos en audio, semiconductores y sostenibilidad de Porsche colaboró con el Instituto de Sistemas Semiconductores de Potencia Robusta de la Universidad de Stuttgart para desarrollar el primer prototipo de un amplificador de subwoofer basado en GaN.
