電源管理兼顧節能與高功率密度,英飛凌強推氮化鎵GaN解決方案
電源管理兼顧節能與高功率密度,英飛凌強推氮化鎵GaN解決方案

當筆電充電時,占了桌邊一部分空間的變壓器,是不少人的困擾。英飛凌推出的電源解決方案CoolGaN 600 V增強型HEMT和氮化鎵驅動IC EiceDRIVER,以氮化鎵(GaN)取代原本的矽材,由於具備體積小、高功率的特性,不僅解放了空間,未來將廣泛運用在伺服器、通信、無線充電等領域。

該技術11月於慕尼黑電子展亮相,12月進入量產。而英飛凌是市場上唯一提供矽(Si)、碳化矽(Sic)、氮化鎵(GaN)等全系列功率產品的供應商。

GaN電源.png
氮化鎵耐高溫個性,減少了周邊散熱設備,產品比一般變壓器整整小了快一半。
圖/ 葛翰勳攝影

耐高壓高溫,氮化鎵省下雙北10.7%用電

英飛凌預估,氮化鎵研發技術已經趨於成熟,跟矽材相比,若全數換用,可幫全美資料中心省下38.5億千瓦小時,相當於台北市與新北市年用電量的10.7%,省下的電力換算碳排放量相當於315.7萬噸,不僅能省下研發費用,還能兼顧環保,在功率半導體中可說是後起之秀。

5G商業化與汽車走向智慧化的趨勢,帶動第三代半導體材料——碳化矽與氮化鎵的發展。拓墣產業研究院指出,相較目前主流的矽晶圓,碳化矽及氮化鎵除了耐高電壓的特色外,也適合在高頻的環境下操作。

英飛凌指出,氮化鎵積體電路的開關速度快,且又耐高溫,不僅可使晶片面積大幅減少,並能簡化周邊電路的設計,以及減少冷卻系統的體積,使開發材料成本大幅降低。

英飛凌大中華區資深行銷經理陳清源表示,雖然目前氮化鎵的價格比矽還高,但因矽不耐高壓高頻,若要升級勢必得再增加周邊元件,他預估:「以三、五年來看,整體成本不見得比氮化鎵便宜。」而目前CoolGaN產品採用六吋晶圓製程,未來將往八吋邁進,成本亦可望降低。

氮化鎵商機破10億美元,各大廠競逐

根據2018年4月由HIS Market, Technology Grouop 所公布的調查指出,未來10年氮化鎵產品的商機,將超過10億美元,為了不讓功率半導體龍頭英飛凌專美於前,其他廠商也加入戰局。

今年8月,氮化鎵功率元件廠GaN Systems Inc.與功率半導體廠Rohm合作,加速開發新一代功率元件;美國麻省理工學院、德州儀器、韓國三星、日本東芝、日本松下也都在積極研發,2017年東芝甚至還公開氮化鎵的製程,展現其技術。

關鍵字: #5G
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AI 競爭全新戰場!美光 Mike Cordano:記憶體將成下一個企業戰略制高點
AI 競爭全新戰場!美光 Mike Cordano:記憶體將成下一個企業戰略制高點

從生成式AI訓練、推論,到代理式工作流程(Agentic Workflow)與未來的實體AI,資料流量正以指數級成長,讓記憶體從過去支援運算的配角躍升為決定AI效能與能源效率的關鍵角色。

全球知名的半導體與微電子技術分析機構TechInsights指出,AI競爭正逐漸從晶片算力擴展到記憶體架構設計能力,加速「Computational Memory」等新架構興起;在這波浪潮中,深耕記憶體與儲存技術數十年的美光科技,正與關鍵夥伴展開深度協同設計,包含攜手NVIDIA共同開發適用於新世代資料中心的低功耗記憶體技術,在AI基礎建設的新賽局中成為不可或缺的關鍵。

當GPU不再是唯一主角,記憶體為何躍上AI舞台中央?

過去,半導體的焦點多圍繞在晶片,例如CPU、GPU跟AI加速器等,市場普遍認為,晶片運算能力是左右科技產業發展速度的關鍵,但在進入生成式AI世代後,產業逐漸發現另一個事實:真正限制AI效能的瓶頸不是運算,而是資料能否快速被存取與傳輸。

從大型語言模型訓練,到AI推論、代理式工作流程(Agentic Workflow),甚至未來的機器人與自駕車,龐大的資料流量正持續推升對高頻寬、低延遲、高容量記憶體的需求,讓記憶體產業從過去相對標準化、以價格競爭為主的市場,逐漸轉變為AI基礎建設的重要核心。

「仔細觀察AI應用服務會發現,大多數工作負載都被頻寬限制。」美光科技全球業務執行副總裁Mike Cordano認為,記憶體是突破(頻寬)瓶頸的關鍵,也讓AI競賽從晶片算力升級到記憶體與儲存架構的系統級競爭。這樣的產業洞察,也正是Mike在歷經二十餘年的儲存產業資歷,加上四年半的創投生涯後,選擇加入美光的核心原因之一:在AI重塑產業結構的浪潮下,記憶體將成為這波成長最直接的動能所在。

美光 x 數位時代
美光科技全球業務執行副總裁 Mike Cordano
圖/ 數位時代

從零組件供應商到策略夥伴,記憶體共創時代來臨

AI的崛起,正在改變記憶體廠商與客戶的關係。

過去,記憶體產品多是標準化元件,客戶關注的是價格、供貨與規格;合作模式也偏向短期採購與交易導向。然而隨著AI系統規模愈來愈大,從資料中心、雲端平台到終端裝置,記憶體已經成為決定系統效能的重要關鍵,也因如此,越來越多企業將記憶體視為「策略性資產」,而非單純零組件。

Mike表示:「現在,我們跟客戶合作的時間跨度改變了,在產品正式上市前三到四年便開始合作,從系統架構階段就共同規劃未來需求。」例如,美光科技與NVIDIA共同研發的資料中心所使用的低功耗記憶體,便是雙方提前多年展開深度合作(co-design)的成果。

值得特別注意的是,美光科技除從技術層面與晶片製造商等夥伴共創產品,也在需求層面與客戶進行密切合作,例如,將過去較無約束力、期限僅一年的長期協議(LTA)轉變成為期五年、條款更具約束力的策略性客戶協議(SCA),藉此掌握客戶的未來需求,進而在技術層面做更深度的合作。Mike坦言,深度協同設計是高成本的投入,美光的做法是先廣泛進行市場感知,理解不同場域的需求方向,再與生態系統中的夥伴們展開客製化合作。

從裝置導向轉為Token導向,AI浪潮重寫記憶體成長模式

除了合作模式改變,更大的典範轉移是需求的改變。

Mike解釋,過去記憶體需求跟PC、手機跟伺服器出貨量息息相關,但在AI新世代,推動記憶體需求成長的核心不再是設備數量,而是AI模型所產生的運算與資料消耗量。「AI產業逐漸走向以『Consumption』或『Token』為主的新經濟模式,每一次的模型運算都需要消耗大量的記憶體跟儲存資源,這意味著,即使設備銷量成長趨緩,記憶體需求仍可能持續上升。」

更重要的是,AI應用正從資料中心外擴至手機、PC、自駕車與機器人等場域,儘管不同場域對記憶體的需求不盡相同,但是,Mike認為:所有AI裝置都存在三項共同需求:更快的速度、更大的容量,以及更高的能源效率。

正如Mike在受訪時提到的:「我們最大的挑戰,是如何與客戶和整個生態系保持高度一致,一方面創造供給與產能,另一方面持續推動技術創新。」可以預期,在接下來的五年,記憶體產業面臨的挑戰不僅僅是擴展產能,而是如何與客戶共同規劃需求、同步投入技術創新,而這也是美光科技積極經營AI生態體系的原因。

總的來說,AI帶來的改變,不只是算力提升,而是重新定義整個運算架構:過去,記憶體被視為支援運算的基礎元件;現在,則是決定AI效能、能源效率與創新速度的關鍵資源;當產業競爭從晶片性能延伸到資料流動效率,從裝置數量轉向Token消耗量,記憶體的重要性也將隨之水漲船高,對美光科技來說,這將是其從供應商走向AI生態系核心夥伴的關鍵角色轉變。

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