Enphase Energy und Infineon haben die weltweit ersten 900-V-GaN-Bidirektionalschalter vorgestellt, die für Solid-State-Transformatoren in KI-Rechenzentren entwickelt wurden. Die Bauteile zielen auf eine höhere Spannung und eine effizientere Stromverteilung für KI-Rechenzentren der nächsten Generation. Enphase will sie in seiner IQ-SST-Plattform einsetzen und damit Mittelspannungsarchitekturen mit weniger Wandlern und geringeren Verlusten ermöglichen.
Enphase und Infineon treiben GaN für Solid-State-Transformatoren in KI-Rechenzentren auf 900 V
Überblick
Enphase Energy und Infineon Technologies haben am 26. Oktober 2026 nach Angaben der Unternehmen die weltweit ersten monolithischen bidirektionalen 900-V-Galliumnitrid-Schalter (GaN-BDS) vorgestellt. Enphase will die Bauteile einsetzen, die für den Betrieb in Enphase-Solid-State-Transformer-Leistungsmodulen ausgelegt sind. Die 900-V-Bemessung erweitert die GaN-Technologie und behält zugleich die Hochfrequenz-Schaltfähigkeiten bei, die eine kompakte, effiziente Leistungsumwandlung ermöglichen.
Die Ankündigung verbindet einen Meilenstein auf Bauteilebene mit einer Systemplattform: dem IQ Solid-State Transformer (IQ SST) von Enphase, der auf KI-Rechenzentren abzielt. Enphase gibt an, seit mehr als zehn Jahren intern zu GaN-Leistungsumwandlung zu forschen, mit Bauteiltechnologie und Engineering-Kompetenz von Infineon. Enphase gehört zu den ersten, die 650-V-GaN-BDS-Bauteile in Leistungselektronik in Serienfertigung bringen; die GaN-HEMT-Technologie arbeitet bereits in im Feld eingesetzten Enphase-IQ9-Mikrowechselrichtern. Enphase bezeichnet sich als weltweit führenden Anbieter von auf Mikrowechselrichtern basierenden Solar- und Batteriesystemen mit rund 89,4 Millionen ausgelieferten Mikrowechselrichtern und rund 5,3 Millionen auf Enphase basierenden Systemen in mehr als 165 Ländern.
Technische Details: 900-V-BDS und einstufige Architektur
Die 900-V-GaN-Bauteile ermöglichen es Enphase, weiterhin Komponenten mit einer Bemessung unter 1 kV zu verwenden, und erweitern die Designoptionen hin zu einer Hochleistungs-Leistungsumwandlung, die üblicherweise von Siliziumkarbid (SiC) dominiert wird. Nach Angaben der Unternehmen unterstützt dies eine einstufige Architektur mit Hochfrequenz-Schalten, geringer elektromagnetischer Störung (EMI) und weniger Fehlerquellen. Das Schalten mit derart hoher Frequenz verkleinert die Transformatoren und anderen Magnetkomponenten, die in der Leistungsstufe benötigt werden, und senkt Größe, Gewicht und Kosten.
In einem Solid-State-Transformator verändern Schalter mit höherer Spannung innerhalb dieses Niederspannungsbereichs die Ökonomie der Leistungsumwandlung. Ein Mittelspannungseingang kann durch weniger in Reihe geschaltete Wechselrichter bewältigt werden, während die geringen Schaltverluste und die intrinsische Bidirektionalität von GaN-BDS erhalten bleiben. Weniger Bausteine bedeuten geringere Verluste auf Systemebene bei gleichem Eingangsstrom, weniger Komponenten im Leistungspfad und eine niedrigere Gesamtzahl an Schaltern.
Auf der Gleichstromseite erlauben unidirektionale Schalter (UDS) mit höherer Spannung, Leistung mit unipolaren 800 V statt mit aufgeteilten +/-400-V-Bussen zu erzeugen. Sie unterstützen zudem künftige 1.500-VDC-Busarchitekturen durch aufgeteilte +/-750-V-Erzeugung mit weniger Schaltern und geringeren Brückenverlusten.
Qualifizierung und Einführungspfad
Die 900-V-GaN-BDS-Bauteile wurden erfolgreich getestet und werden derzeit in IQ-SST-Entwicklungsaufbauten integriert; die Serienqualifizierung soll folgen. Der Schritt über 650 V hinaus unter Nutzung von Infineons CoolGaN-Portfolio für bidirektionale Schalter öffnet den Weg weiter zu Mittelspannungssystemen. Die frühere 650-V-Serienfertigung und der IQ9-Feldeinsatz von Enphase bieten dem Unternehmen eine Brücke von bewährtem GaN mit niedrigerer Spannung zu Systemdesigns mit höherer Spannung.
Marktkontext: GaN gegenüber Siliziumkarbid
Hochleistungs-Leistungsumwandlung bei höheren Spannungen wurde stark mit SiC assoziiert. Der 900-V-GaN-BDS ersetzt SiC nicht einfach; er erweitert den Designraum unterhalb von 1 kV. Indem Enphase innerhalb dieses Bereichs bleibt, kann das Unternehmen die Hochfrequenz-Schaltfähigkeit und die intrinsische Bidirektionalität von GaN nutzen und zugleich einen Wechsel zu einer höheren Spannungsklasse der Bauteile vermeiden. Der Artikel rahmt die Verschiebung als Veränderung der Ökonomie der Leistungsumwandlung: weniger Teile im Leistungspfad, geringere Verluste auf Systemebene und eine niedrigere Gesamtzahl an Schaltern, statt um eine komplexere Architektur herum zu optimieren.
Auswirkungen auf KI-Rechenzentren
Die Technologie ist besonders relevant für IQ SST, Enphases Solid-State-Transformer-Plattform für KI-Rechenzentren, in denen Leistungsdichte, Effizienz und Verfügbarkeit die Wirtschaftlichkeit jedes eingesetzten Megawatts bestimmen. Ein Mittelspannungseingang, der durch weniger in Reihe geschaltete Wechselrichter bewältigt wird, kann Verluste auf Systemebene und die Komponentenzahl reduzieren. Auf der Gleichstromseite deuten unipolare 800-V-Erzeugung und künftige 1.500-VDC-Architekturen, die durch aufgeteilte +/-750-V-Erzeugung unterstützt werden, auf eine höhere Spannung und eine effizientere Stromverteilung für KI-Rechenzentren der nächsten Generation hin.
Kommerzielle Solarenergie und breitere Leistungsumwandlung
Dieselben Bauteile sollen kommerziellen Solarwechselrichtern zugutekommen, indem sie dreiphasige Außenleiter-zu-Außenleiter-Designs für 480-V-Anwendungen in den Vereinigten Staaten und 400-V-Anwendungen andernorts ermöglichen, wiederum mit weniger Schaltern, geringeren Verlusten und niedrigeren Kosten. Das deutet darauf hin, dass die 900-V-Plattform nicht auf Datenzentrums-SSTs beschränkt ist; sie kann sich auch auf Enphases kerngeschäftliches kommerzielles Solargeschäft ausweiten.
Branchenauswirkungen und Ausblick
Johannes Schoiswohl, Senior Vice President und Leiter der GaN Systems Business Line bei Infineon, sagte: „Enphase verlangt fast mehr von unserer Technologie als jeder andere, und Mittelspannungs-Solid-State-Transformatoren sind genau der Bereich, in dem Hochspannungs-GaN seinen Wert beweist. Der Schritt über 650 V hinaus ermöglicht es Systemdesignern, Kosten und Verluste aus der Architektur herauszunehmen, statt um sie herum zu optimieren.“ Hans van Antwerpen, CTO von Enphase, sagte: „GaN ist für uns nicht neu. Es läuft bereits in Enphase-IQ9-Mikrowechselrichtern im Feld, und diese Felddaten sind der Grund, warum wir ihm in einem System der Megawatt-Klasse vertrauen. Der Wechsel zu 900 V gibt uns mehr Spannungsreserve, ohne auf Hochfrequenz-Schalten zu verzichten, und er erlaubt uns, bei Komponenten mit einer Bemessung unter 1 kV zu bleiben, während wir die Zahl der Wandler im System reduzieren. Weniger Teile im Leistungspfad bedeuten höhere Effizienz und weniger Dinge, die ausfallen können.“
Die Ankündigung signalisiert einen Vorstoß in Richtung Mittelspannungs-Solid-State-Transformatoren und Gleichstrombusse mit höherer Spannung, wobei 900-V-GaN-BDS-Bauteile zwischen etabliertem 650-V-GaN und SiC für höhere Spannungen positioniert sind. Wenn Serienqualifizierung und Integration wie erwartet verlaufen, könnten die Bauteile die Stromversorgung von KI-Rechenzentren, kommerzielle Solarwechselrichter und andere Hochleistungs-Umwandlungsanwendungen beeinflussen. Die zukunftsgerichteten Aussagen der Unternehmen rahmen diese Vorteile gleichwohl als erwartete Fähigkeiten ein, die von Qualifizierung und Einführung abhängen.