The rapid increase in AI computing performance is forcing a fundamental redesign of data center power architectures, with gallium nitride (GaN) emerging as a key technology for meeting the industry’s escalating efficiency and power density requirements.

Speaking during the EE Power Asia 2026 Spark Session, Dr. Alex Lidow, CEO of Efficient Power Conversion (EPC), and Jason Zhang, VP of DC/DC Marketing and System Engineering at EPC, outlined why conventional silicon power devices are approaching their practical limits as GPU power consumption continues to climb.

According to Zhang, AI accelerators have experienced a fourfold increase in power consumption across three GPU generations. Within the next two years, individual GPUs are expected to dissipate as much as 5kW while operating at core voltages below 1V, requiring current levels approaching 10,000A.

Maurizio Di Paolo Emilio, Marcom Director, EPC

Rapid growth of artificial intelligence is forcing a rethink of data-centre power architectures. Legacy server designs were never intended to support the extreme power densities of modern AI workloads. These facilities are increasingly becoming what we might call “AI factories” where the primary goal is to optimize compute capability in a constrained physical footprint.

A key enabler for this transition is the use of 800 VDC distribution. The high voltage approach enables power scaling at the rack level from conventional levels to the megawatt range, which is essential for next generation accelerator platforms. 800 V direct power delivery to compute subsystems introduces new challenges in insulation coordination and device stress, but it also presents an opportunity to rethink how isolation is implemented. Here, Input-Series Output-Parallel (ISOP) converter topologies are becoming popular because of their modularity, scalability and efficiency.

Jason Zhang、EPCのDC-DCマーケティングとシステム・エンジニアリング部門バイス・プレジデント

AI（人工知能）データセンターにおいて、電力供給は極めて重要な設計課題となっています。GPUの消費電力が増大し続ける中、設計者は、電力変換効率の向上と、コンバータの小型化と熱損失の低減という高まる要求への対応を迫られています。こうした要求が、最新のAI向け電源アーキテクチャにおける中間バス変換段でのワイド・バンドギャップ半導体技術、とりわけ窒化ガリウム（GaN）の採用の追い風になっています

こうした背景の中、Efficient Power Conversion（EPC）は、耐圧25 VのGaN FETであるEPC2378や耐圧18 VのGaN FETのEPC2370を製品化しました。いずれも、当社の最新の第7世代製品ファミリーの製品で、大電流DC-DCコンバータの2次側同期整流用途に最適化しています。EPC2378は、標準オン抵抗RDS(on)が410 µΩ、ゲート電荷34 nCが特徴で、EPC2370は、標準オン抵抗280 µΩ、ゲート電荷26 nCを実現しています。両デバイスとも、両面冷却に対応した露出基板構造で、小型かつ熱特性に優れた3.3×3.3 mmのPQFNパッケージに封止されています。導通損失の最小化に加え、低いゲート電荷によって、スイッチング周波数1MHzにおけるスイッチング損失も低減するように設計しており、システム全体の効率と電力密度を向上できます。

Efficient Power Conversion（EPC）のCEO（最高経営責任者）のAlex Lidow（アレックス・リドウ）、同社アプリケーション・エンジニアリング部門ディレクタのAlejandro Pozo、同社GaNアプリケーション・フェローのMichael De Rooijの寄稿

人工知能（AI）は、かつてない速さで私たちの仕事や生活に浸透しつつあります。ソフトウエア開発の効率化、複雑な分析課題への取り組み、日常の文書作成の自動化によって、AIは、もはや単なるツールではなく、私たちが創造し、課題を解決する方法を根本から変えています。

これら次世代AIサーバーのコストは、その大部分が電力需要の指数関数的な増大に起因しています。この電力消費の主因となっているのが、シリコン基板上に数10億個もの微細なトランジスタを集積して構成され、その寸法がわずか20オングストローム（DNAの二重らせん構造の幅に相当）のGPU（Graphic Processing Unit）です。これら数10億個もの演算素子を動作させるために必要な電力は、演算能力の向上に伴って急速に増大しています。表1には、米NVIDIA（エヌビディア）が公表している2028年までのロードマップに基づいた例を示しています。

EPCが韓国Semiconductor Network Korea誌の表紙を飾り、人型ロボットや自律型ドローンのモーター駆動向けとなるGaNの最新の革新が取り上げられています。

ロボットやUAV（無人航空機）の用途が進化し続け、設計者は、より高い効率、電力密度の向上、システムの小型・軽量化を実現するためのソリューションを求めています。EPCのエンハンスメント・モードGaN FETは、従来のシリコン・ソリューションと比べて、高速スイッチング、低電力損失、優れた動的特性を可能にすることで、こうした課題を解決します。

技術のパイオニア、地政学的な重要資産、そして戦略的拡大の有力候補 ―― PCIM Europe 2026におけるEPCのCEO（最高経営責任者）であるAlex Lidow（アレックス・リドウ）への1次調査を経て、評価を新たにしました。

Efficient Power Conversion Corporation（EPC）は、エンハンスメント・モード窒化ガリウム（eGaN）技術を、単なる技術的構想から商用パワー・デバイスのプラットフォームへと進化させた企業の一つです。シリコン・パワーMOSFETの共同発明者であり、米インターナショナル・レクティファイアーの元CEOでもあるAlex Lidowによって2007年に設立されたEPCは、2009年に初の商用eGaNトランジスタを出荷して以来、GaNパワー・デバイス、集積回路、車載品質部品、さらには宇宙・防衛向けの耐放射線製品に至るまで、特化した製品ポートフォリオを構築してきました。

このSGI™リサーチ・レポート（バージョン3.0）には、ドイツのニュルンベルクで開催されたPCIM Europe 2026におけるスイスの調査会社GeoTechNexusの新たな独自調査結果が盛り込まれています。このイベントにおいて、CEOのAlex Lidowは、自身と共同投資家がEPCに2億5000万ドル以上を投資したことを明らかにし、同社が競合他社に対して、GaN技術の約2世代分の優位性を維持しているとの認識を示しました。

本号の次の記事では、オーディオ測定に精通した愛好家であるStuart Yaniger氏が、Efficient Power Conversion（EPC）の最新eGaN FETのEPC2307を使ったリファレンス・デザインEPC9192を調べて概説します。この記事のタイトルで示しているように、高性能なD級オーディオ・アンプの設計開発者を支援するGaN技術の新たな選択肢となります。EPCが発表したこのリファレンス・デザインEPC9192は、モジュール式設計に、より大出力と高効率を実現しています。米audioXpress誌による今回の概説では、接地基準の耐圧200 VのeGaN FETであるEPC2307の性能が検証されました。この設計は、デュアル電源のシングルエンド（SE）構成を採用し、4Ω負荷時にチャネル当たり700 Wを供給できます。この記事では、EPCのGaNパワー・デバイスが、本来のエンハンスメント・モードの横型GaNオン・シリコンのHEMT（高電子移動度トランジスタ）を採用することで、なぜ他社製品と差異化できているかについても解説しています。カスコード接続の構成が不要となり、低電圧域におけるオン抵抗の増大というデメリットを回避できます。こうした特徴によって、EPCのデバイスは特に、15 Vから200 Vの電圧範囲において高い競争力を発揮します。

AIファクトリーを強化へ：EPCのGaNソリューションがNVIDIA MGXアーキテクチャをいかに強化するか

デジタル世界は新たなAI産業革命に入っており、データセンターは大規模なインテリジェンスを生成するAIファクトリーへと変化しています。AIは、もはやソフトウエアだけの話ではなく、急速にインフラの話になってきています。現代の作業負荷は、人間とAIの単純なやり取りから、AI同士の協調へと移行しており、エージェント・モデルが作業量を調整し、自律的に推論し、非常に長いトークン・シーケンス（最小単位の羅列）にわたって作業します。これによって、インフラに新たな圧力がかかります：システムはより多くの生のコンピューティング能力を必要とするだけでなく、待ち時間、熱管理、エネルギー効率に関する厳しい要件も満たす必要があります。AIファクトリーが実際にどのように構築されているかを理解するために、米NVIDIA（エヌビディア）のMGX™は、拡張性と柔軟性に優れた高速コンピューティング・インフラのためのモジュール式基盤を提供します。MGXは、インフラのモジュール性と迅速な展開に対応していますが、より深刻なボトルネックが別の場所で発生しています：それは電力供給です。AIシステムが、より複雑で高密度になるにつれて、性能と効率を維持するためには、電力変換の効率が重要になります。重要な基盤技術の１つは、Efficient Power Conversion（EPC）の窒化ガリウム（eGaN®）・ソリューションであり、次世代AIインフラに必要な効率性、電力密度、熱特性を提供します。

Maurizio Di Paolo Emilio著

衛星ペイロード（有効積載量）のアーキテクチャは、固定機能の処理チェーンから、軌道上で動的なワークロード（仕事量）を直接支援できる柔軟なコンピューティング・インフラストラクチャへと移行しつつあります。この変化は、宇宙システム工学におけるより広範な変革を反映しており、宇宙船は地上ベースの処理資源にのみ依存することなく、信号処理、センサー融合、異常検知、人工知能推論を実行することがますます求められるようになっています。

EPCと米テキサス・インスツルメンツのエキスパートたちが、関節レベルでの人型ロボットのモーター駆動設計において、窒化ガリウム（GaN）が主流になる理由を説明しています。

人型ロボットは、手足や胴体を駆動するために約40～80個のモーターを必要とし、さらに器用な操作を再現するために、各手には10個以上のモーターを追加しています。独立したアクチュエータが高密度に配置されているため、パワー・エレクトロニクスの統合が複雑になるという課題が生じ、それを人間の寸法に合わせた制約の中で組み込まなければなりません。

Efficient Power Conversion（EPC）は、より小型、高速で、かつ高効率なシステムを実現できるeGaN技術を使って、パワー・エレクトロニクスの新たなフロンティアを開拓しています。ロボットやドローンから、AI（人工知能）や宇宙開発まで、EPCは、技術者の設計を簡素化し、次世代イノベーションの実現に貢献します。

Marco Palma、EPCのモーター駆動システムとアプリケーション部門ディレクタとMaurizio Di Paolo Emilio、EPCのマーケティング・コミュニケーション部門ディレクタが

窒化ガリウム（GaN）のパワー・デバイスは、高効率・高出力密度のモーター駆動システムの新世代を実現可能にしています。従来のシリコンMOSFETと比べて、GaNトランジスタは、ゲート電荷が非常に低く、出力容量が小さく、オン抵抗も非常に低いため、パワー・コンバータは、はるかに高速にスイッチングできます。この結果、GaN技術に基づいたモーター・インバータは、導通損失とスイッチング損失の両方を低減すると同時に、100 kHzをはるかに超えるスイッチング周波数が得られます。これらの特性によって、受動部品の小型化、効率の向上、より小型なシステム設計が可能になります。

独Bodo’s Power Systems：5月号

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既存のシリコンMOSFETと比べて、GaNは、より高速なスイッチングと高い効率を提供します。AI（人工知能）サーバーの電源、アダプタ、UPS（無停電電源装置）システム、EV（電気自動車）充電器など、広い用途で需要が急速に増加しています。特に48 Vベースの電源アーキテクチャでは、GaNを適用することで電力損失を20%以上削減できるため、データセンターや高性能コンピューティングの環境における重要な技術となっています。こうした動きの中、パワー半導体市場は、GaNを中心に再編されると予想されており、現在200億米ドルを超える既存のMOSFETとドライバIC市場も急速な変化を遂げています。EPCなどの企業は、GaN ICへの移行を加速させており、継続的な技術革新によって、システムの効率化、小型化、信頼性の向上を牽引しています。韓国でも、特にEV、再生可能エネルギー、バッテリー・システムなどの用途でGaNソリューションの需要が着実に増加しています。GaNは、より小型軽量な設計を可能にすると同時に、電力効率を高める中核技術として注目を集めています。

AI（人工知能）インフラが800 Vの電力分配に移行し、人型ロボットの関節に、パワー・エレクトロニクスを直接組み込めるようになるにつれて、第7世代GaNとGaN ICは、重要な15 V～40 Vの範囲で、より高い効率、より高速なスイッチング、劇的に向上した電力密度を実現し、ハードウエア開発チームが次世代変換アーキテクチャに取り組む方法を変革しています。

人工知能インフラがメガワット級のラックや800 Vの電力分配アーキテクチャへと規模を拡大し、人型ロボットがパワー・エレクトロニクスを関節やアクチュエータに直接組み込めるようになるにつれて、変換効率、密度、動的性能に対する要求は根本的に変化しました。従来のシリコンMOSFETベースの設計は、特にモーター駆動回路、負荷点POL（point of load）コンバータ、ロボットの分散型パワー段を支える15 V～40 Vの範囲においてスイッチング損失、熱的制約、物理的な実装面積によってますます制約を受けるようになっています。.

Maurizio Di Paolo Emilio、マーケティング・コミュニケーション部門ディレクタ、EPC – Efficient Power Conversion

従来の自動化からモバイル・ロボットへの移行が進むにつれて、モーター駆動用電子機器の設計要件は大きく変化しています。ウエアラブル技術、人型ロボット、空中プラットフォームに組み込まれるアクチュエータによって、体積、質量、効率、音響放射、動的応答といったあらゆる要素が同時に制約されます。これらの用途では、インバータは、周辺に配置した電力段ではなく、電気機械構造の密結合部品となります。

APECのこのビデオでは、EPCのアプリケーション・エンジニアリング部門ディレクタのAlejandro Pozoが、大電流バック（降圧型）・コンバータ向けの最新の低電圧eGaN FETソリューションを紹介します。40 V、25 V、15 Vのデバイスを搭載した複数の評価基板を詳しく解説し、ヒートシンクなしでも優れた効率と非常に低い温度上昇で最大50 Aの電流を供給できることを示します。小型なハーフブリッジ基板EPC90175と、要求の厳しいアプリケーションでの正確なテストに使う標準的なコントローラと測定ハードウエアとの統合についても焦点を当てます。

人型ロボットの登場によって、モーター駆動用電子機器の役割は大きく変化しています。従来の産業用駆動装置では、インバータは通常、外部キャビネットに設置され、ケーブルでモーターに接続されていました。しかし、人型ロボットでは、アクチュエータは肩、肘、手首、さらには指など、人間の動きを再現する関節の中に収めなければなりません。このような構造の変化によって、パワー・エレクトロニクスはモーターの筐体内部へと移さざるを得なくなり、スペース、放熱、動的応答といった要求への対応が一段と難しくなっています。

APECのこのビデオでは、EPCのモーター駆動システムとアプリケーション部門ディレクタのMarco Palmaが、窒化ガリウム（GaN）技術に基づいた先進的なモーター駆動用リファレンス・デザインを紹介します。まず、中型ドローン・モーターと高トルクの人型ロボット関節の駆動に使われる3相パワー・モジュールEPC33110を搭載したリファレンス・デザインEPC91122を中心に説明します。次に、EPCの最新の40 Vの第7世代GaNデバイスで構築した電動工具向けの高集積基板EPC91121を説明します。どちらのプラットフォームも、小型な形状、高効率、250 Wから最大5 kWまでの容易な拡張性を備え、迅速なプロトタイピングを可能にします。

ここ数年、ワイド・バンドギャップ半導体の採用が驚異的な伸びを見せており、これは、従来のシリコン製品を置き換えるという確固たるトレンドとなっているようです。炭化ケイ素は電気自動車や充電インフラ向けに成功を収めている一方、窒化ガリウム（GaN）HEMTは当初、主に充電器やアダプタといった民生用途向けに進出していました。ただしGaNは、単にMOSFETを置き換えて充電器を薄型軽量化するという単純な用途にとどまらず、はるかに汎用性が高くなっています。

このウエビナでは、Efficient Power Conversion（EPC）の GaNアプリケーション・フェローであるMichael De Rooijが、次世代サーバーの電源システム向けの800 V入力（±400 V）、12.5 V出力の高性能絶縁型コンバータを紹介します。インタリーブした8個のモジュールを使ったカスケード入力（入力直列、出力並列）アーキテクチャについて説明し、ハーフブリッジの1次側とプッシュプルの2次側を組み合わせることで、リップル電流の低減、容量の最小化、熱分布の改善を実現しています。さらに、低電圧GaN FETの利用、絶縁およびゲート駆動方式、測定した98%を超える効率について詳しく説明します。最後に、電力密度を2倍にした新しい800 V入力、50 V出力、数キロワット、1 MHzの設計を紹介します。