雜談GaN技術

摘要：在这篇文章中，我们将讨论氮化镓在不同场景中的落地路径。氮化镓不是简单替代原有器件，而是在工程师遇到系统瓶颈时，打开重新设计的空间。以汽车系统应用为例，48 V 直流，可将系统燃油效率提高多达15%，为整车系统所看中的可靠性、装配兼容性和总成本控制带来益处。

高性能 AI 叢集和人形機器人面臨著一項共同的關鍵工程挑戰——即需要在緊湊且受熱限制的外殼內提供巨大電流。在傳統低電壓下， 電源 分配已觸及物理極限，過高的 I2R 損耗和連接器體積會帶來不可持續的熱應力。為了解決這一問題，業界架構正逐步趨同於採用 48V 標稱 電源 分配主幹（峰值為 58V）。

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關於氮化鎵（GaN）基礎知識的本系列文章第 1 部分 介紹了晶體結構和二維電子氣（2DEG）的形成，以及材料品質因數和從耗盡型到增強型 GaN HEMT 的轉變。

作者：MDPE

AI 的快速崛起以及支援其持續成長所需資料中心的廣泛部署，正在從根本上改變資料中心的設計方式——不僅體現在運算密度和冷卻需求方面，也體現在電力傳輸方式上。過去功耗為數十千瓦的機架，如今正接近數百千瓦，兆瓦級 AI 運算叢集已不再是遙遠的目標。在此背景下，基於 415/480 VAC 配電和低壓 DC 匯流排的傳統電源架構，在擴展時正變得日益低效、笨重且成本高昂。

人形機器人旨在模擬人類運動，目前在各種應用領域中呈現出強勁的市場成長。馬達控制是機器人設計中的關鍵環節。本文概述了基礎電源架構以及作為核心元件的電力電子系統所需滿足的要求，並介紹了高效功率轉換公司（EPC）提供的相關解決方案範例。

Power Electronics News
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當寬能隙半導體進入市場時，其應用領域劃分相當明確。SiC 在600V以上電壓範圍挑戰矽，而 GaN 則在約100V至600V的應用中與矽競爭。

Power Systems Design
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Efficient Power Conversion（EPC）執行長兼共同創辦人 Alex Lidow 在最近的一次專訪中，與 Power Systems Design 編輯 Ally Winning 討論了 EPC 與瑞薩（Renesas）的策略合作協議。該訪談探討了達成此協議的原因、第二供應來源的重要性，以及某些 eGaN 元件如何幫助在低電壓 GaN 市場中建立事實標準。

近期氮化鎵（GaN）功率元件的進展顯示，其運作範圍已大幅擴展至 40 V 以下的低電壓應用領域。由於具備良好的導通性能、成熟且廣為理解的製造製程，以及經驗證的可靠性，矽 MOSFET 長期以來主導此電壓範圍。

PCIM Mesago
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