GaN Systems Power & Energy Articles

GaN Systems 推出第四代氮化镓平台：突破能源效率瓶颈 加速应用版图拓展

重點摘要 GaN Systems 第四代氮化镓平台 (Gen 4 GaN Platform) 帮助全球客户在能源效率及尺寸微缩上突破瓶颈。 以业界领先的质量因子 (figures of merit) 强化 GaN Systems 作为全球氮化镓功率器件首选供货商的领导角色。 实现具有绝对优势的开关及传导损耗，进一步验证氮化镓功率半导体在消费电子、数据中心、光伏、工业及电动车市场的应用优势。 大幅优化效率及功率密度，解锁降低整体系统成本的密码，相较硅、碳化硅 (SiC)、甚至其他氮化镓产品，提供更高的成本效益。 GaN Systems 作为推动电源产业更新换代的先驱角色，承诺持续开发高性价比的能源转换解决方案。 全球氮化镓功率半导体领导厂商 GaN Systems 今推出全新第四代氮化镓平台 (Gen 4 GaN Power Platform)，不仅在能源效率及尺寸上确立新的标竿，更提供显著的性能表现优化及业界领先的质量因子 (figures of merit)。以 GaN Systems 在 2022 年发表的 3.2kW 人工智能 (AI) 服务器电源供应器来看，改采用最新第四代平台，不仅效率超过钛金级能效标准，功率密度更从 100W/in3 提升至 120W/in3。 GaN Systems 第四代平台将为消费电子、数据中心、光伏、工业及汽车等应用场域带来突破性的革新。相较硅、碳化硅 (SiC)、甚至其他氮化镓产品，该第四代平台能進一步降低的物料清单 (Bill-of-Material) 成本，提供卓越成本效益。GaN Systems 作为氮化镓功率器件首选供货商，致力于协助客户创造市场差异化，巩固竞争优势。 「我们的主要客户已认可第四代氮化镓平台的优势。该平台充分体现…

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未来照明：氮化镓驱动更永续 LED 照明

GaN Systems 策略营销副总裁 Paul Wiener 观点 全球人口数持续攀升、各经济体逐步复苏下，全球电力需求持续上升，促使各国政府更严格的审查能源效率、提倡加深永续作为来降低整体能源消耗。其中，照明约占整体能源消耗的 20-30%，面对缺电危机，LED 照明成为落实节能减碳的要角之一。这样的趋势下，LED 照明无论在居家、商业或工业领域的渗透度，皆有大幅度成长，根据集邦科技的预估，LED 照明市场规模将于 2026 年达 783.6 亿美元。 利用氮化镓 (GaN) 的高频高效特性，基于 GaN 功率晶体管设计的 LED 驱动器，将为 LED 照明带来改变竞局的能效提升，实现简洁且轻量的外观设计，使 LED 照明成为更符合永续净零时代下的照明解决方案。 GaN功率半导体将为 LED 灯泡带来以下优势： 大幅节省能源成本：不同于传统照明系统，提升的能效将使 LED 在同样亮度下消耗更少能源，兼具减少电费支出与节能效益。 尺寸及重量微缩：缩减的尺寸及重量将简化 LED 照明系统安装，并使应用场域更多元。 产业龙头已采用 GaN 功率半导体在产品设计上带来的优势已受到 LED 照明业者认可，飞利浦 (Philips) 便是其一，在 TrueForce Core LED Road 系列产品中采用了 GaN 解决方案。基于 GaN 设计的产品除了与既有LED 照明灯具共享所有优点外，还提供了额外的能耗效益，且无须庞大初期投资成本。基于 GaN 设计的照明方案，可提供与既有产品相同的灯具尺寸与光分布，能维持相同的照明氛围，在改装既有照明系统时提供便利性。 飞利浦借助…

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SEMICON China 2023 重点回顾：人工智能、电动车、永续发展

SEMICON China 2023 于上月底强势回归，9 万平方公尺大的展场上共有 1,200 间来自全球半导体产业领导公司发表最先进技术与解决方案，吸引了超过 10 万名半导体从业人员、投资者、媒体接踵而至上海国际博览中心。这场活动的盛况，让我们看到的半导体产业的韧性，即使在景气下修及政经环境不确定因素干扰下，市场热络程度仍不减。 今年的 SEMICON China 仍聚焦人工智能、电动车等正在为半导体产业创造长期需求力道的关键应用。同时，在电汽化及数字化持续在生活各层面深化的趋势下，功率半导体，尤其是以氮化镓 (Gallium Nitride) 及 碳化硅 (Silicon Carbide) 为首的宽能隙半导体更倍受瞩目。以下为我们所观察到的三大 SEMICON China 重点回顾。 趋势一：实现更有效率的智能工厂 自动化程度与日俱增，面对智能工厂中为数众多的工控自动化系统，马达效率提升将带来巨大节能潜力。透过马达效率的提升，在同样功率输出的条件下，能耗与耗损降低，优化工厂营运成本，也避免设备过热。同时，智能制造持续发展，人工智能的导入使半导体厂房对数据的收集、处理及运算的需求攀升，边缘运算所提供的低延迟数据处理，为半导体制程带来更实时且有效的决策分析，改善生产流程效率。然而，在算力提升的背后，带来了同步攀升的额外能源需求。在今年的 SEMICON China 中，厂房升级的解决方案不再单着重于提高制程『智能化』，更兼顾永续发展的目标。 趋势二：功率半导体杀手级应用崛起 2022 年全球电动车销量突破千万台，在全球新车销量占比首次突破 10%，国际能源署 (International Energy Agency, IEA) 展望 2023 年，电动车成长态势将延续，预估新车销量将再成长 35% 至 1400 万辆。电动车的火热发展，带动了对新世代功率半导体产业的投资，在产能、可靠度、质量及成本效益上赶上应用端的需求。虽然目前消费电子仍占 GaN 功率器件应用的大宗，但在今年的功率及化合物半导体产业国际论坛上，我们已经看到各家厂商正将发展重心转移至电动车应用领域。 趋势三：永续净零的急迫性 『双碳』是今年展会中相当热门的话题，半导体技术不但是洁净科技的核心，更是提升电力电子产品效率关键，是碳中和之路上不可或缺的一环。另一方面，半导体是一个能源且资源密集的产业，净零减碳急迫性正倡议半导体产业积极脱碳，其中减少对石化燃料的依赖，逐步提升再生能源使用便是其一。加速能源转型，同时提升能源使用效率，是人类将升温控制在摄氏 1.5 度以内的关键，而宽能隙半导体正在驱动改变，在突破电力电子系统能源效率挑战上，带来比现有硅基设计结构突破性的进展。 总结 利用氮化镓技术提高效率、功率密度、与经济效益的新兴应用已经出现，功率半导体在整体半导体市场景气下修阶段仍维持强劲涨势，跨产业链合作及更多人才投入，将是缩短学习曲线并开启更多应用可能的关键。

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QPT 功率級 GaN Systems

GaN Systems 整合 QPT 功率级技术大幅提升氮化镓功率半导体效能

氮化镓功率半导体领导厂商 GaN Systems 今天宣布，将整合由专精氮化镓功率器件设计的 QPT 公司所开发的驱动、控制与感测技术，用于优化其 GaN 功率晶体管产品的效能，并为操作频率落于100kHz – 20MHz 间，硬开关的高压高功率应用，解决系统设计面的挑战。这项技术证实能大幅发挥 GaN 能效，尤其在车用领域。 QPT 这项解决方案需要高速晶体管来实现 GaN 所保证的卓越能效。两间公司已经签属合作备忘录，期望透过协作解决当前基于 GaN 晶体管的设计挑战，进一步优化电动车电系统性能表现，为电动车续航里程带来突破。 「GaN Systems 拥有领先业界的 650V 氮化镓功率晶体管产品，」QPT 创办人暨执行长 Rob Gwynne 表示，「结合 GaN Systems 优秀的产品与我们创新技术所设计出的高效率功率级，将能帮助电动车更有效率地利用能源，并拉长行驶距离。」 「QPT 拥有令人十分经验的技术实力，」GaN Systems 全球执行长 Jim Witham 表示，「基于 QPT 技术所实现的功能面的性能优化，为氮化镓在电动车领域带来崭新应用机会。 透过此次合作结合双方技术及产品优势，将重写市场竞局。」 由于 QPT 的技术能更有效率的驱动 GaN 晶体管，进而延长电动车续航里程。氮化镓功率器件的卓越切换速度，使其被视为功率半导体领域的明日之星。切换频率低的功率器件容易造成能源耗损，主因在开关切换期间，当晶体管既不处于开，也不处于关的状态时，大量的能源会透过热的型态逐渐消散，造成功率损耗级过热的问题。拉高切换频率，缩短开关切换所需的时间，便能降低能源耗损。GaN 功率晶体管能在 1 – 2 奈秒 (ns) 间完成切换动作，相较硅或碳化硅晶体管所需的 20 –…

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GaN Systems at APEC 2023

APEC 2023重点回顾：氮化镓的主场

GaN Systems 策略营销副总裁 Paul Wiener 着 APEC 2023 应用电力电子会议与往年一样精彩，汇集了全球电力电子领域的创新与突破。 今年的 APEC 在与会人数上有显著的成长，从系统架构师、研发工程师至企业领导皆参与此次盛会。各与会企业在主题演讲与技术专题中，洞悉能量、能源、磁性组件及电浆等技术发展，也对永续路径作出深度见解；领域专家们也在海报研讨会中，针对现今能源挑战议题，提出不同解决方案，解决问题与创新是推进电力电子领域的两大关键动能。 当然，APEC 的展区也是亮点满满，半导体、磁性组件、被动组件、封装测试等电力电子产业生态系中的领导企业，皆在展期间发表最新技术与产品。 位于舞台的中心—氮化镓 今年 APEC 唯一与以往不同之处，便是氮化镓技术的遍地开花，与 GaN 有关的技术论文便高达 70 多篇，而 GaN Systems 的产品更在其中 40 篇中被采用或提及，GaN 无疑是今年电力电子领域中，最受讨论与关注的技术。 在 GaN Systems 今年的摊位上，可以看到不同应用市场的客户如何导入 GaN 技术，并利用 GaN 解决能效问题。在消费电子领域，GaN 快充技术成为主流已经是不争的事实，无论是专业或消费音讯市场也逐渐看到更多厂商采用 GaN 来提升音响音质及性能。另外，包括 LED 照明、电机控制系统、微型交通及服务器电源供应器等商用及工业领域也有不少氮化镓应用的实现。 今年 GaN Systems 展位上最受瞩目的便是我们最新发表的 11kW 800V 氮化镓车载充电器 (OBC) 参考设计。这款参考设计除了在体积微缩上令人惊艳外，与采用 SiC 功率组件的设计相比，分别在功率密度上提升 36%、在物料清单 (BoM) 成本上减少…

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多重应用齐发 氮化镓功率半导体迎向成长转折点

氮化镓功率半导体领导者GaN Systems从地缘政治下全球半导体产业链动态、能源转换效率革新等面向，展望2023年全球功率半导体产业发展态势。电汽化 (Electrification) 、数字化 (Digitalization)及净零永续 (Sustainability) 三大全球趋势将持续加速氮化镓功率半导体产业成长及应用落地。氮化镓稳定、耐高压高温的物理特性使其逐步在数据中心、电动车、工业制造、及消费电子等「由能源驱动」的应用市场中崭露头角，成为解决硅基组件目前瓶颈的理想替代方案。然而面对大环境政经不确定性等逆风因素，供应链管理及多元布局将成为功率半导体业者的决胜点—能巩固现有客户的交期，同时有余力点燃创新之火，突破技术瓶颈。 地缘政治促使全球政府及企业扩大当地投资 半导体产业链趋向多元化 GaN Systems全球执行长Jim Witham在稍早接受富比士访问时指出，如果半导体业者从过去18个月中学习到什么，那就是风散风险不再单指产品组合的多样性，更指「供货商组合」的多样性。供货商多样性除地域上的多元之外，企业也需认同供货商多元的价值，因为即使是规模较小的供货商也有可能为当下困境提供最及时的解套。 「作为一个在全球化的企业，我们乐见各国政府扩大投资当地半导体产业，为产业链多元化作长远发展规划发展，」GaN Systems 亚洲区总经理Stephen Coates表示，在近期的未来，我们会看到更多半导体厂在欧美及新兴市场的投资计划，但半导体产业生态系的合纵连横绝对不能在短时间被复制或取代。 能源独立与脱碳挑战加剧 吹起能源转换效率革命号角 各行业的电汽化及数字化造成能源需求急速攀升，即使近年再生能源发电成长有所突破，但仍远不及全球的用电需求。当全球企业都将脱碳视为一项不仅是立即需采取的行动，更是长远需达成的目标，能源转换效率的革新便成为企业在永续跟获利间取得双赢的重要手段。GaN Systems认为氮化镓功率半导体将在这场能源革命中扮演举足轻重的角色，从减少能源转换间的能量流失，开发更高功率但尺寸更小的储能系统，最终全面提高再生能源发电使用效率，氮化镓功率半导体将会是通往全球净零转型的快捷方式。 碳排大户数据中心将靠氮化镓维持获利并实现净零 为因应日益庞大的数据量，数据中心平均每3-5年需升级硬体设备以维持效能，欧盟针对服务器、数据储存等产品能源效率通过ErP 环保设计指令Lot 9，开放运算计划(OCP)重新定义数据中心电源供应器尺寸规范—较原先缩小30%，「接下来我们将看到有更多云端巨头数据中心导入氮化镓功率半导体，以实现更高效率的电源管理，」GaN Systems市场开发副总经理庄渊棋表示，氮化镓功率组件更快的开关速度、更高的导电性及将帮助数据中心减少在电源转换和电路分配上热能产生，进而减少复杂冷却解决方案的需求。采用氮化镓技术，每10组服务器机架每年约能增加300万美元的利润。 氮化镓功率半导体进入电动车市场甜蜜点 汽车弃油转电政策、地域冲突下的能源风险、全球减碳目标确立等因素并行下，电动车市场成长幅度将更为急遽。展望2023年，碳化硅功率组件的发展将受限缺料、良率及高居不下的成本，「反观氮化镓车用功率组件，虽目前仍处开发阶段，但市场将在2025-2026年开始发酵，氮化镓技术将满足Tier 1车厂对车用组件在效能、可靠度、成本及产能上的要求，」庄渊棋补充。目前氮化镓在电力系统的应用仍以400V为主流，多階電流轉換器(Multilevel Converter)在800V電力系統的應用也將進入驗證階段。 氮化镓功率半导体技术将持续在消费市场商品化 从主流45W及65W到100W-180W的单孔或多孔氮化镓充电器将在明年持续重写消费者对快充的定义。氮化镓功率组件也将持续以更轻小的外型、更卓越的音质渗透家用、汽车、船舶等不同音讯市场，同时在家用电器、大屏幕电视、电动脚踏车、电动工具等新兴应用机会也将浮现。 Stephen Coates总结，不畏大环境政经等逆风因素影响，全球氮化镓功率半导体市场将在消费电子、车用、数据中心、工业制造等应用驱动下，于2027年达到20亿美元市值1，而全球企业对获利及永续的承诺也将持续为氮化镓功率半导体产业添加成长动能。 1 Power GaN 2022: Market and Technology Report 2022, Yole Intelligence

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回顾APEC 2022 的四个关键要点

第 37 届应用电力电子会议 (APEC) 于 2022 年 3 月 20 日至 24 日在休斯敦举行，这是自新冠肺炎大流行爆发以来首次举行的线下 APEC 活动。 APEC 是电力电子专业人士的主要会议之一，今年也并没有让人失望。我们一起来回顾一下本次活动的一些要点。 宽带隙，尤其是氮化镓，继续在电力电子领域占据主导地位 过去几年以来，宽带隙已成为新型电力电子设计的首选技术。 APEC 会议上的叙事、新闻公告、研讨会和会议印证了这一转变。 巨大的市场潜力和应用机会以及新的客户需求，为许多 GaN 和 SiC 公司提供了推动电力电子产品的创新的空间。 至于氮化镓功率晶体管，它不仅已成为主流，而且在消费电子、数据中心、汽车、工业和可再生能源领域的使用量也出现了巨大增长。 目前氮化镓主导的一个领域是消费类充电器。 在展会上，我们展示了来自三星（参见：GaN Systems 为三星 Galaxy S22+ 和具有领先离散 GaN 解决方案的超快速充电器）、飞利浦、哈曼和 Greenworks 等领先和创新品牌的多款氮化镓充电器。 在展会上，我们与 Rompower 一起宣布了世界上最小的 65W 和 100W氮化镓充电器（参见：GaN Systems 在 APEC 展示世界上最小的 GaN 充电器）。 在消费类电子产品中，GaN Audio 是下一件大事。 我们展示了 Syng…

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宽能隙元件技术及未来应用趋势研讨会

为铂金赞助商，氮化镓系统公司(GaN Systems)将出席3月10日在台大医院国际会议中心举办的 “宽能隙元件技术及未来应用趋势研讨会”。 氮化镓系统公司业务拓展副总裁庄渊棋先生(Andy Chuang)将作题为WBG Improves Energy Problem & Efficiency 的主题演讲。 氮化镓系统公司亚洲区总经理与环球运营副总裁柯宇轩先生(Stephen Coastes)也将作演讲，主题为：Benefits & Advantages of a GaN-based 3kW AC/DC PSU。 近期引起众多话题的宽能隙(WBG)元件(亦称为第三代半导体)——氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)等，由于具备高电子迁移率和高功率转换效率、高击穿电压…等特性，因此相当适用于包括移动通讯设备如5G基地台、电动车、工业4.0、再生能源等对高压电源架构需求高的应用。不过，宽能隙半导体虽然具备比硅元件更好的优势，但其在半导体制程相关技术，以及应用设计方面难度较高，也导致业者对于这些新兴复合材料所打造的宽能隙半导体元件有所却步。Tech Taipei「宽能隙元件技术及未来应用趋势研讨会」将聚集半导体产业链中关键供应商，深入剖析宽能隙半导体未来市场应用、制造制程/设备与应用实例，带领与会者进入宽能隙半导体的世界，并寻找切入市场的最佳机会。 如需了解更多信息，请访问会议官网，或访问我们微信公众号以及哔哩哔哩频道。

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氮化镓技术为可持续发展的世界赋能

可再生能源技术在世界范围内继续推进。2020年，全球由可再生能源提供的电力达到近30%。在过去 10 年间，利用可再生能源发电的成本也大大下降。使用 GaN Systems 的功率器件可实现更高效的功率转换和更高功率密度的电源系统，成为迈向 24/7 全天候可持续世界的关键因素。 获取更多使用氮化镓的储能系统、逆变器等设计资源，请访问 此处. 关注GaN Systems 哔哩哔哩频道，观看更多视频内容。

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GaN Systems公司和合作伙伴应对零排放挑战

清洁科技投资者与电动汽车行业领导者一起参与了1.5亿美元的增资融资 战略投资者利用GaN建立电气化平台实现电源效率的突破 加拿大渥太华，2021年12月14日 – 氮化镓（GaN）功率半导体的全球领导者GaN Systems 公司今天宣布，其合作伙伴的生态系统不断壮大，通过加速全球可持续发展和清洁技术革命，应对净零排放挑战，中和二氧化碳（CO2）和其他温室气体的排放。 高效的发电、配电和转换是推动可持续性和减少排放的关键因素。 由于氮化镓在本质上比硅和碳化硅更高有效，任何使用氮化镓设计的电力转换设备制造商都会为地球的环保做出贡献。 最大的回报来自于在最大的电力来源和用途上实施GaN。工厂和工业电机是最大的电力用户之一。西门子微型驱动器产品经理Christian Neugebauer说：”在电机驱动器中使用GaN，西门子能够提高驱动器的效率。”通过GaN，西门子可以切换到更高的频率，从而使电机响应时间比高压驱动系统更快。” 而且，随着我们大家在观看视频、分享图片、在线游戏和音乐流中使用更多的数据，数据中心里越来越多的电源采用GaN，从而减少了50%的功率消耗，提高了功率密度。 在发电方面，Enphase能源公司认识到氮化镓对逆变器设计的重要性，其效率更高，功率密度增加50%。 除了确保源电力的清洁，Enphase也在减少对稀缺自然资源的消耗。由于GaN能够以更高的功率和更小的规模运行电力系统，铜、塑料和其他材料的使用大大减少。 在消费类设备方面，GaN Systems 公司的合作伙伴也在效率方面进行了阶梯式的改进，并在产品中使用更少的材料。 戴尔和Harman在这方面起到了带头作用。 Harman不仅缩小了充电器的尺寸，在生产中使用更少的材料，而且还采取了额外的措施，在其产品中使用90%的再生塑料。 投资者认为氮化镓技术是应对气候变化的一个重要武器。 参与这轮1.5亿美元投资的GaN Systems 公司的长期投资者，也是清洁技术领域的领导者，包括加拿大商业发展银行（BDC）、Cycle Capital、加拿大出口发展公司（EDC）和宝马iVentures。本轮融资的新投资者包括领投的Fidelity Management & Research Company LLC，以及USI、Vitesco Technologies、Dockyard Capital Management、金沙江资本和宏光半导体。 Cycle Capital创始人兼管理合伙人Andrée-Lise Méthot表示：”作为GaN Systems 公司的长期投资者，我们一直看到GaN有潜力让客户实现净零碳排放的承诺。 “我们对该公司在可靠性和效率方面的领导地位印象特别深刻，行业领导者选择GaN Systems 公司来满足他们的下一代电力需求就证明了这一点。 我们将继续支持该公司实现其使命，并期待看到GaN的持续成功对可持续发展产生的积极影响。” GaN Systems 公司首席财务官Chris Zegarelli说：”对这轮融资的兴趣从一开始就很强烈。 “我们看到了一系列的投资者，有希望加深长期合作关系的战略伙伴，也有认识到我们的技术领先性并看到氮化镓固有的可持续发展优势的新投资者。” “GaN Systems 公司的氮化镓半导体代表了清洁能源转型的一项关键使能技术。氮化镓为电动汽车和可再生能源系统带来了重要的效率和性能提升。BDC资本清洁技术业务部董事总经理Zoltan Tompa表示：”这项技术还将有助于大幅降低数据中心和数百万消费电子设备的能耗。”作为GaN Systems 公司的长期投资者，BDC资本很高兴能增加对这家具有高度影响力的加拿大清洁技术公司的支持。” GaN Systems 公司首席执行官Jim…

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