雜談GaN技術

專業音訊產業在評估新型半導體技術時，傳統上優先考量可靠性、可預測的產品生命週期，以及長期產品穩定性。因此，新興元件平台通常只有在其電氣性能與強固性獲得充分驗證與理解後，才會被導入。

在這樣的背景下，Innosonix 執行長暨共同創辦人 Markus Bätz 早在 2020 年便決定從矽基功率元件轉向氮化鎵（GaN）功率元件——那時距離 GaN 在專業音訊領域被廣泛討論還有數年之久。

根據高盛（Goldman Sachs）的一份研究報告，預計到 2025 年，全球仿人機器人的出貨量將達約 1.5 萬至 2 萬台，未來十年的年複合成長率（CAGR）將超過 40%。在這場從科幻走向現實的技術競賽中，馬達驅動的高頻化、小型化以及高效散熱管理能力已成為成功的關鍵因素。本文將概述仿人機器人的電源架構及其核心功率電子元件的技術需求，並結合產業領先企業高效能電源轉換公司（Efficient Power Conversion Corporation，EPC）所提供的 GaN 解決方案加以說明。

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與提供高電壓 GaN 產品的瑞薩（Renesas）建立合作關係，為 EPC 擴展其中低電壓產品組合帶來新的契機。

氮化鎵（GaN）——一種與碳化矽（SiC）並列的寬能隙半導體——已成為新世代電力電子中優於矽的替代技術。知名市場研究機構 Yole 預測，到 2030 年 GaN 功率市場規模將達 30 億美元，2024 年至 2030 年期間的年複合成長率高達 42%，主要受 OEM 採用率提升、消費市場成熟，以及在 NVIDIA 支持下 AI 資料中心業務擴張所推動。

Power Electronic News
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專注於氮化鎵（GaN）技術的宜普電源（Efficient Power Conversion，EPC）宣布，其基於第七代（Gen 7）eGaN 平台的首款元件 EPC2366（40 V）已正式進入量產階段。該元件鎖定高功率密度應用領域，包括高密度 DC-DC 轉換、AI 伺服器電源，以及先進馬達驅動系統，使 EPC2366 成為推動下一代電源系統發展的關鍵核心元件。

MakerPRO
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本文最初發表於 EE Times。

功率 MOSFET 市場規模龐大且發展成熟，預計到 2027 年市場價值將達到約 140 億美元。該市場通常分為三個電壓區間：40 V 以下、40–200 V，以及 600 V 以上。其中，200 V 以下的市場約占整體市場的 75%。高效能電源轉換（Efficient Power Conversion，EPC）的大多數目標應用正集中於此區間，包括 AI 伺服器、48 V 電源轉換器、機器人以及自主機器。這使其成為 GaN 技術採用的關鍵戰場。透過聚焦於更高效率、更高功率密度與更簡化的系統設計，GaN 技術正逐步成為現代電源轉換系統中取代矽元件的可行方案。

在持續演進的電力電子世界中，效率、尺寸與可靠性始終是最重要的關鍵指標。EPC 以其最新創新產品 EPC2366 樹立了全新的產業標竿。這款 40 V GaN FET 採用超緊湊的 3.3 × 2.6 毫米 QFN 封裝，充分展現了功率半導體技術的最前沿。

在接受 MakerPROTW 特約編輯 Judith Cheng 的專訪時，Efficient Power Conversion（EPC）共同創辦人暨執行長 Alex Lidow 介紹了公司目前已投入量產的第七代氮化鎵（GaN）技術，以及該技術對傳統上由矽 MOSFET 主導的低電壓應用所帶來的影響。隨著 40 V 的 EPC2366 等元件已進入大量生產，EPC 正將 GaN 定位為 40 V 及以下電壓範圍內的主流選項——此市場規模甚至超過 GaN 最初取得突破的 100 V 區段。

Michael A. de Rooij 與 Alejandro .P. Pozo

本文發表於 EEPower。

人工智慧如今正廣受關注，其影響力只會持續擴大。當前真正的挑戰在於如何以最佳效率滿足不斷成長的能源需求。NVIDIA 最近發佈的一份白皮書¹指出，結合儲能解決方案的 800 V 直流架構，是一種可滿足當前與未來 AI 伺服器基礎架構需求的替代方案。這類系統所需的供電功率將以兆瓦計，而不僅是千瓦。實現這一目標的關鍵技術是 GaN。EPC 與 NVIDIA 合作，開發了一款具備成本效益、低剖面的 800 VDC 至 12.5 VDC 轉換器²，可提供高達 6 kW 的功率。該設計採用了 EPC 最新的 150 V 與 40 V GaN 元件^3,4，整體佔板面積僅 5,000 mm²，總厚度僅 8 mm。此設計展示了 GaN FET 如何在維持低成本的同時，實現高效率與高功率密度的結合，並以滿載效率達到 97% 為目標。

在摩納哥舉行的 Bodo Power Systems 寬能隙論壇上，EPC 創辦人暨執行長 Alex Lidow 憑藉其五十年電力半導體經驗，為 GaN 的討論定下基調，強調了氮化鎵（GaN）的顯著優勢。與來自德州儀器（Texas Instruments）、Navitas、英飛凌（Infineon）、東芝（Toshiba）、福斯汽車（Volkswagen）及三菱（Mitsubishi）的專家同台交流時，他將 GaN 定位為低電壓、高頻系統的最佳選擇——應用範圍涵蓋 AI 資料中心、人形機器人、自駕車以及 LiDAR。儘管 SiC 仍是高電壓應用的首選，Lidow 指出，GaN 已是一項具備成本效益、正在重塑負載點（PoL）電源的技術——而且遠不止於此。

隨著類人機器人持續演進，以精準與敏捷重現人類動作，對緊湊、高效率且反應快速的馬達驅動需求也不斷提升。EPC91120 參考設計展示了 GaN 整合如何使逆變器電子裝置能直接嵌入機器人關節內部——減輕重量、提升效率並增強動作控制。