在數據中心，服務器的電源效率一直是業(yè)界關注的重點。以 Google、亞馬遜(Amazon)、微軟(Microsoft)等為代表的系統(tǒng)業(yè)者，過去普遍采用 12V 的電源架構，但為了提升電源使用效率、降低損耗以節(jié)省電費成本，如今紛紛轉向 48V 的電源設計架構。GaN 器件具備高開關速度、低損耗的特性，恰好成為解決這一問題的首要選擇。例如，臺達作為全球最大的服務器電源供應商，市占率近 5 成，其服務器電源的功率密度在過去 10 年里由 33.7W/in3 上升至 100.3W/in3，功率等級也從較低水平發(fā)展到了 3.2kW 甚至 5.5kW，而下一代預計將達到 8kW 以上。在這一進階過程中，GaN 技術發(fā)揮了重要作用。

英飛凌指出，將液冷技術與 GaN 相結合，在較低結溫下具有明顯的優(yōu)勢，為數據中心提供了巨大的機會，可以最大程度地提高效率，滿足不斷增長的電力需求，并克服服務器發(fā)熱量不斷增加所帶來的挑戰(zhàn)。為了應對更高端的 AI 運算，服務器電源的效能、功率密度必須進一步提高，GaN 已成為關鍵解決技術之一。AI 服務器對電源轉換的需求倍速增長，這無疑為 GaN 在服務器電源領域的應用提供了更為廣闊的空間。以英偉達 GPU 產品為例，一年前其功率密度是 300W，在今年達到 800W，下一年預計將達到 1700W，如此迅猛的功率密度提升，使得 GaN 的優(yōu)勢愈發(fā)凸顯，眾多科技巨頭如微軟、亞馬遜、Meta、谷歌等的 AI 服務器中的 DC - DC 轉換器都開始搭載 GaN 電源轉換產品。

電動車(EV)：性能提升的關鍵助力

GaN 能提供更低的開關損耗、更快的開關速度、更高的功率密度以及更佳的熱預算，進而提高電動汽車的功率輸出和效能，且降低了重量和成本。因此，GaN 已逐漸被導入至電動車組件之中，如 DC - DC 轉換器、車載充電器(OBC)等。GaN 器件擁有比傳統(tǒng)硅器件更高的導電性和更高的開關頻率，能夠大幅減少逆變器的功率損失。與使用硅作為等效產品相比，采用 GaN 作為電動汽車逆變器可以在一定程度上減小尺寸、減輕重量以及縮減功耗。

第一個符合汽車 AEC - Q101 標準的功率 GaN 產品在 2017 年由 Transphorm(現 Renesas - 瑞薩電子)發(fā)布，截至目前，已有多家廠商推出豐富的汽車級產品。雖然 GaN 進入 Inverter、OBC 等動力系統(tǒng)組件還面臨著多個技術問題，但在英飛凌、瑞薩等汽車芯片大廠的持續(xù)投資推動下，GaN 在提升電動汽車性能方面的潛力巨大。例如，2024 年已有廠商發(fā)布 11kW/800V GaN OBC 方案，憑借其在 650V 以下區(qū)間的高開關頻率和小尺寸優(yōu)勢，成為高集成、高功率密度車載電源的重要候選。隨著 GaN 技術在電動車領域的不斷應用和發(fā)展，其將為電動汽車性能的提升帶來更多的可能性，從充電效率的提高到續(xù)航里程的增加，都有望實現質的飛躍。

無線充電：便捷充電的技術支撐

GaN 組件具有高開關速度、低損耗、小體積等優(yōu)點，可滿足大功率、小體積的無線傳輸研發(fā)需求。捷佳科技股份有限公司總經理舒中和透露，現今各種應用市場對功率的需求只會越來越大，而 GaN 在此過程中發(fā)揮著不可或缺的作用，無線充電已成為推動 GaN 快速成長的主要應用市場之一。

在手機等小功率移動設備領域，由于成本問題，GaN 短時間內難以大規(guī)模應用于無線快充。但在電動車、機器人等中大功率場景，GaN 技術則大有用武之地。國家標準化管理委員會發(fā)布電動汽車無線充電 4 項國家標準，標志著我國電動汽車無線充電從技術研發(fā)、工程示范向產業(yè)化進程邁出關鍵一步。意大利無線設備制造商 Eggtronic 推出了基于 GaN 的電動汽車無線充電技術，無需電源適配器，可在高達 300W 功率和 40mm 距離下實現高達 95% 的充電效率，其采用的混合無線交流電源專利技術 E2WATT，內部 GaN 技術由納微半導體提供，將單片集成模擬驅動電路和數字邏輯電路集成在同一芯片上，額定頻率為 2MHz，大大減少快充系統(tǒng)尺寸和功率轉換成本。隨著無線充電在各領域逐步普及，GaN 技術將憑借其獨特優(yōu)勢，為無線充電技術的發(fā)展提供強大的技術支撐，推動無線充電從概念逐步走向大規(guī)模應用。

服務器電源、電動車以及無線充電這三大市場，正憑借各自對高效、節(jié)能、小體積等性能的追求，成為 GaN 技術快速發(fā)展的強大驅動力。隨著技術的不斷進步和成本的逐漸降低，GaN 有望在更多領域得到廣泛應用，為電子行業(yè)的發(fā)展帶來更多的創(chuàng)新和變革，在未來的科技發(fā)展藍圖中描繪出濃墨重彩的一筆。