雜談GaN技術

作者：Alex Lidow，Efficient Power Conversion 執行長， Alejandro Pozo，Efficient Power Conversion 應用工程總監， Ionel “Dan” Jitaru，Rompower Energy Systems 執行長

作者：Diego de Azcuénaga

氮化鎵（GaN）正在改變工程師設計功率轉換系統的方式。在許多應用中，與傳統矽 MOSFET 相比，GaN 能實現更高的開關頻率、更高的效率和更高的功率密度。但 GaN 究竟在哪些方面真正優於矽？又在甚麼情況下採用 GaN 才具有工程和經濟上的合理性？在 EPC GaN 問答直播（Q&A LIVE）的首期節目中，EPC 首席執行官 Alex Lidow 回答了工程師關於 GaN 與矽技術對比的問題，涵蓋電壓範圍、開關損耗、功率密度、瞬態響應、PCB 佈局、寄生電感、閘極驅動、可靠性、成本以及與碳化矽的比較。此次討論為評估 GaN 在下一代功率轉換系統中應用的工程師提供了實用指導。

The increasing adoption of 800 V power distribution in AI data centers and industrial automation is creating a new challenge for power-conversion designers: how to convert high-voltage DC efficiently into the 6 V, 12 V and 48 Vrails required by modern loads while maintaining high power density.

A presentation by Michael de Rooij of Efficient Power Conversion (EPC) examines how a multi-stage Input Series, Output Parallel (ISOP) architecture can distribute the high-voltage input across several conversion modules, enabling low-voltage GaN FETs to be used on both the primary and secondary sides of multi-kilowatt isolated converters.

At PCIM Asia 2026, EPC presented its Gen 8 monolithic GaN power stage for AI processor power delivery.

Developed by EPC for high-frequency multiphase POL / IVR applications on next-generation AI processors, Gen 8 integrates half-bridge power switches, high-speed gate drivers, bootstrap circuitry, level shifting, and logic on the same GaN die. With lower charge, faster switching, and stronger overvoltage capability, it targets operation from a 6 V input at frequencies approaching the 10 MHz class. The system-level significance is not simply a lower component count: integration reduces drive-loop parasitics and noise sensitivity, while allowing the control side to use high-speed processes better suited to extensive digital functionality, enabling more phases and denser processor-side placement.

隨著人工智慧（AI）工作負載的快速成長，現代資料中心的電力需求正發生巨大變化。隨著NVIDIA Vera Rubin等GPU平台推動機櫃功率從200 kW邁向1 MW，傳統的48 V匯流排配電方式由於龐大的導通損耗，在實際建置和經濟效益方面均變得不切實際。在電流到達伺服器電路板之前，48 V匯流排中的電流就可能超過4,000 A。

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GaN FET 與任何其他類型的電晶體一樣，在開關過程中會耗散 功率 ，並以熱量的形式表現出來。如果超過特定的溫度限制，可能會損壞這些元件。因此，熱管理是轉換器設計中的重要環節。

作者：Maurizio Di Paolo Emilio，《Data Centre Digest》特約編輯

氮化鎵（GaN）正進入一個新的發展階段。在光達、衛星電源、快速充電器和AI電源供電等應用中確立自身地位之後，這項技術正越來越多地邁向低電壓、大電流應用領域，而在這些應用中，切換速度、低導通損耗和功率密度至關重要。