現在の商用GaNデバイスは、一般的に「横型構造」で設計されています。これは、GaNをシリコンやサファイア基板の上に成長させる方式です。一方、縦型窒化ガリウム（以下、vGaN）は、GaN基板上にGaNを成長させる構造を採用しています。この縦型構造により、電流はチップの表面を横切るのではなく、チップを垂直方向に流れることが可能になります。その結果、横型GaNデバイスに比べて、より高い電流密度と高電圧での動作が可能となり、シリコンや炭化ケイ素（SiC）をはるかに超えるスイッチング周波数を実現します。

vGaNが「縦型」と呼ばれる理由は、電流の流れ方にあります。従来の横型GaNデバイスでは、電流はチップの表面に沿って流れます。一方、vGaNはGaN基板上にGaNを成長させることで、電流がチップの表面を横切るのではなく、上から下へ縦（垂直）方向に流れることが可能になります。この縦方向の電流フローにより、デバイスはより高い電圧と大きな電流に対応でき、結果として高い電力密度、優れた効率、そしてよりコンパクトなシステム設計を実現します。

vGaNは、シリコンやSiCに比べて、より広いバンドギャップ、高い電子移動度、そして高い臨界電界を備えています。これにより、より高いスイッチング周波数、より高い耐圧、そして優れた効率を実現します。さらに、GaNのBaliga性能指数（BFOM）はシリコンの約1000倍に達し、欠陥密度も横型GaNデバイスに比べて劇的に低減されています。

オンセミは、vGaNを量産レベルで市場に投入した初の企業です。この技術は130件以上の特許、そして米国ニューヨーク州シラキュースにある専用の研究開発・製造施設によって支えられています。オンセミ独自のGaN-on-GaNプロセスは、他に類を見ない性能、信頼性、そして効率を実現します。

vGaNの製造には、バルクGaN基板上に厚く欠陥のないGaNデバイス層を成長させる必要があります。このプロセスは、標準的なシリコン製造よりもはるかに複雑です。精密なエピタキシャル成長と革新的な製造技術が不可欠であり、わずかな結晶欠陥でも性能や信頼性に影響を及ぼします。 オンセミは、デバイス構造からプロセスに至るまで、あらゆる側面を網羅する130件以上のグローバル特許を保有しています。

vGaNは、電動化とAIの未来に不可欠な技術です。高効率・高出力のシステムを実現し、電気自動車、再生可能エネルギー、AIデータセンターといったテクノロジーの急増するエネルギー需要に対応するために重要な役割を果たします。

vGaNは、EV向けのインバーターや急速充電システムなど、より小型・軽量・高効率なパワーエレクトロニクスを可能にします。高電圧対応と高速スイッチング性能により、EVは航続距離の延長、充電時間の短縮、信頼性の向上を実現し、重要な車載部品の小型化をサポートします。

AIデータセンターには、高い演算密度とエネルギー効率が求められます。vGaNは、優れた電力密度と効率により、電力変換時のエネルギー損失を低減し、性能向上と冷却コスト削減を実現します。これにより、データセンターはより小さなスペースに高い演算能力を集約でき、急速なAIの成長を支えながら、エネルギー消費を抑制します。

vGaNは、より効率的な太陽光インバーターや風力エネルギー変換システムを可能にし、エネルギーの最大限の取り込みと損失の低減を実現します。その高電圧対応能力と堅牢性により、要求の厳しい再生可能エネルギー用途に最適です。