在全球持續(xù)面臨氣候變化和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展挑戰(zhàn)之際，英飛凌科技股份公司一直站在創(chuàng)新前沿，利用包括硅（Si）、碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）在內(nèi)的所有相關(guān)半導(dǎo)體材料大幅推動低碳化和數(shù)字化領(lǐng)域的發(fā)展。

CoolGaN

英飛凌在其 《2025年GaN功率半導(dǎo)體預(yù)測報告》中強調(diào)，GaN將成為影響游戲規(guī)則的半導(dǎo)體材料，它將極大改變大眾在消費、交通出行、住宅太陽能、電信和AI數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域提高能效和推進低碳化的方式。GaN可為終端客戶的應(yīng)用帶來顯著優(yōu)勢，包括提高性能效率、縮小尺寸、減輕重量和降低總體成本。如今USB-C充電器和適配器在GaN的應(yīng)用方面已經(jīng)處于領(lǐng)先，有更多行業(yè)即將達到GaN應(yīng)用的臨界點，從而極大地推動了基于GaN的功率半導(dǎo)體市場的發(fā)展。

英飛凌GaN業(yè)務(wù)線負責(zé)人Johannes Schoiswohl表示：“英飛凌致力于通過基于包括Si、SiC和GaN在內(nèi)的全部半導(dǎo)體材料的創(chuàng)新來推動低碳化和數(shù)字化轉(zhuǎn)型。憑借在效率、密度和尺寸方面的優(yōu)勢，GaN將在綜合功率系統(tǒng)中發(fā)揮日益重要的作用。而且鑒于GaN與Si的成本差距正在縮小，我們預(yù)計GaN的利用率將在今年及未來持續(xù)增長。”

氮化鎵技術(shù)對于人工智能的供能需求至關(guān)重要。隨著AI數(shù)據(jù)中心算力和能源需求的快速增長，市場愈發(fā)需要能夠處理AI服務(wù)器相關(guān)巨大負載的先進解決方案。曾經(jīng)管理3.3 kW功率的電源現(xiàn)在正向著5.5 kW發(fā)展，預(yù)計未來每臺將達到12 kW或更高。使用GaN可以提高AI數(shù)據(jù)中心的功率密度，這直接影響到在給定機架空間內(nèi)可提供的算力。雖然GaN具有明顯的優(yōu)勢，但將其與Si和SiC結(jié)合使用才是滿足AI數(shù)據(jù)中心要求，并在效率、功率密度和系統(tǒng)成本之間實現(xiàn)綜合權(quán)衡的理想選擇。

在家電市場，由于洗衣機、烘干機、冰箱和水泵/熱泵等應(yīng)用需要達到更高的能效等級，因此英飛凌預(yù)計GaN將實現(xiàn)快速發(fā)展。例如：在800 W應(yīng)用中，GaN可使能效提高2%，從而幫助制造商實現(xiàn)A 級能效。根據(jù)英飛凌的研究，基于GaN的電動汽車車載充電器和DC-DC轉(zhuǎn)換器將具有更高的充電效率、功率密度和材料可持續(xù)性，而且正向20 kW以上的系統(tǒng)轉(zhuǎn)型。GaN還將與高端SiC解決方案一同實現(xiàn)更加高效的400 V和800 V電動汽車系統(tǒng)牽引逆變器，增加電動汽車的行駛里程。

由于GaN材料能夠提高緊湊性，機器人行業(yè)將在2025 年及以后廣泛使用GaN，這將推動送貨無人機、護理機器人和人形機器人的發(fā)展。而隨著機器人技術(shù)與自然語言處理、計算機視覺等先進AI技術(shù)的融合，GaN將提供實現(xiàn)緊湊、高性能設(shè)計所需的效率。例如：將逆變器集成在電機機箱內(nèi)，既可以避免使用逆變器散熱片，同時又能減少每個關(guān)節(jié)/軸的線纜，并簡化EMC設(shè)計。

為了解決在成本和可擴展性方面的挑戰(zhàn)，英飛凌正進一步增加對GaN研發(fā)的投資。憑借豐富的產(chǎn)品和 IP 組合、嚴格的質(zhì)量標準，以及300 mm GaN晶圓制造和雙向開關(guān)（BDS）晶體管等前沿創(chuàng)新技術(shù)，英飛凌正以包括GaN在內(nèi)的所有相關(guān)半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)，鞏固自身在推動低碳化和數(shù)字化方面的領(lǐng)先地位。