應用場(chǎng)景
Application scenario

氮化鎵材料的研究與應用一直都是全球半導體研究的前沿和熱點(diǎn),除了穩定性和耐高溫、耐高壓等優(yōu)勢外,氮化鎵還擁有良好導熱性、體積小、能耗小等優(yōu)勢,使得氮化鎵在變壓器和充電器等領(lǐng)域中能得到了廣泛的應用。此前的快充消費品的迅速技術(shù)迭代足以證明,消費性筆記本電腦、平板、手機等快充(低壓)是氮化鎵目前的主要應用領(lǐng)域;從中長(cháng)期來(lái)看,工業(yè)電源、數據中心、新能源汽車(chē)(EV)、充電樁、LED大功率電源等中壓應用,將是氮化鎵新一輪增長(cháng)的主要拉動(dòng)力。

GaN場(chǎng)景應用2- 工業(yè)總覽-2






氮化鎵GaN在數據中心的應用,能夠在節能、系統升級等方面帶來(lái)巨大的優(yōu)勢。

節能:數據中心電源的工作功率通常在3kW-6kW,主流的650V GaN器件很適用?,F有的數據中心電源整體功率轉換能效大約為75%,而采用GaN器件可以將能效提升到87.5%。據測算,以每組10個(gè)機架的數據中心為例,基于GaN的PSU每年可以減少300萬(wàn)美元的電費和超過(guò)100公噸的CO2排放量。

匹配PSU更換需求:GaN技術(shù)可以很好地匹配數據中心PSU電源架構的更替潮流。一方面,PSU輸出電壓將從12V增加至48V,這意味著(zhù)配電損耗可減少90%,為此高能效的100V的GaN器件預計將得到越來(lái)越多采用;另一方面,PSU制造商的目標將電源功率從3kW提高到6kW,并且要將功率密度從45 W/in3升級到100 W/in3,而這只有GaN等寬禁帶半導體器件可以實(shí)現。

無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)有兩種:電磁感應和耦合共振。GaN技術(shù)使更強大、更高效的無(wú)線(xiàn)充電系統得以實(shí)現,從而釋放無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)的真正潛力,讓用戶(hù)最終擺脫電線(xiàn)。無(wú)線(xiàn)充電系統中的輸入整流電路(AC/DC)、高頻逆變電路(DC/AC)、高頻整流電路以及恒壓和恒流轉換電路(DC/DC)等電路中的核心元件為功率半導體器件,相比于傳統的Si功率器件,GaN器件具有寄生電容更小、開(kāi)關(guān)速度快、工作頻率高和開(kāi)關(guān)損耗小等特性,基于GaN器件的無(wú)線(xiàn)電能傳輸系統,可以顯著(zhù)提升系統的性能指標,對無(wú)線(xiàn)充電系統的開(kāi)發(fā)和推廣有重要意義。據研究,GaN器件系統的無(wú)線(xiàn)充電距離超過(guò)40mm,約為傳統技術(shù)的8倍,而且功率可以超過(guò)500W,效率可以達到95%。

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