隨著世界繼續(xù)面臨氣候變化和環(huán)境可持續(xù)性的挑戰(zhàn)，英飛凌科技股份公司正在創(chuàng)新半導(dǎo)體材料，包括硅、碳化硅 （SiC） 和氮化鎵 （GaN），以推動脫碳和數(shù)字化取得有意義的進展。
英飛凌將氮化鎵視為一種改變游戲規(guī)則的半導(dǎo)體材料，它將改變我們在消費、移動、住宅太陽能、電信和 AI 數(shù)據(jù)中心行業(yè)實現(xiàn)能源效率和脫碳的方式。半導(dǎo)體材料可實現(xiàn)高效的系統(tǒng)性能、更小的尺寸、更輕的重量和更低的總成本。雖然 USB-C 充電器和適配器一直是先行者，但氮化鎵現(xiàn)在正處于其他行業(yè)采用的轉(zhuǎn)折點，極大地推動了基于 GaN 的功率半導(dǎo)體市場。
“英飛凌致力于通過基于所有半導(dǎo)體材料（硅、碳化硅和氮化鎵）的創(chuàng)新來推動脫碳和數(shù)字化，”英飛凌氮化鎵業(yè)務(wù)線負責(zé)人 Johannes Schoiswohl 說。“隨著氮化鎵在效率、密度和尺寸方面的優(yōu)勢，氮化鎵的作用將增加綜合電力系統(tǒng)的相關(guān)性。鑒于成本與硅持平指日可待，我們將在今年及以后看到氮化鎵的采用率增加。
為 AI 提供動力將高度依賴 GaN。AI 數(shù)據(jù)中心所需的計算能力和能源需求的快速增長將推動對能夠處理與 AI 服務(wù)器相關(guān)的大量負載的先進解決方案的需求。曾經(jīng)為 3.3 kW 的電源現(xiàn)在正在向 5.5 kW 發(fā)展，預(yù)計每單位的功率將達到 12 kW 或更高。通過利用 GaN，AI 數(shù)據(jù)中心可以提高功率密度，這直接影響在給定機架空間內(nèi)可以提供的計算能力。雖然 GaN 具有明顯的優(yōu)勢，但將 GaN 與 Si 和 SiC 相結(jié)合的混合方法非常適合滿足 AI 數(shù)據(jù)中心的要求，并在效率、功率密度和系統(tǒng)成本之間實現(xiàn)最佳平衡。
在家用電器市場，英飛凌預(yù)計 GaN 將獲得巨大的吸引力，因為洗衣機、烘干機、冰箱和水/熱泵等應(yīng)用需要更高的能效等級。例如，在 800 W 應(yīng)用中，GaN 可以實現(xiàn) 2% 的效率提升，這可以幫助制造商實現(xiàn)夢寐以求的 A 級。據(jù)英飛凌稱，電動汽車中基于 GaN 的車載充電器和 DC-DC 轉(zhuǎn)換器將有助于提高充電效率、功率密度和材料可持續(xù)性，并轉(zhuǎn)向 20 kW+ 系統(tǒng)。氮化鎵與高端碳化硅一起，還將為 400 V 和 800 V 電動汽車系統(tǒng)提供更高效的牽引逆變器，從而有助于增加行駛里程。
在 2025 年及以后，機器人技術(shù)將看到 GaN 的廣泛采用，這種材料能夠提高緊湊性，從而推動送貨無人機、護理機器人和人形機器人的增長。隨著機器人技術(shù)整合了自然語言處理和計算機視覺等人工智能進步，GaN 將提供緊湊、高性能設(shè)計所需的效率。將逆變器集成在電機機箱內(nèi)可消除逆變器散熱器，同時減少到每個接頭/軸的布線并簡化 EMC 設(shè)計。
英飛凌正在進一步推動對 GaN 研發(fā)的投資，以克服成本和可擴展性方面的挑戰(zhàn)。憑借最廣泛的產(chǎn)品和 IP 組合、最高的質(zhì)量標(biāo)準、領(lǐng)先的創(chuàng)新技術(shù)，如 300 mm GaN 晶圓制造和雙向開關(guān) （BDS） 晶體管，該公司正在加強其在推動基于包括氮化鎵在內(nèi)的所有相關(guān)半導(dǎo)體材料的脫碳和數(shù)字化方面的領(lǐng)導(dǎo)作用。
