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

2018.12.04 by
葛翰勳
英飛凌
功率半導體龍頭英飛凌,今(4)日推出氮化鎵為基礎的電源解決方案,其耐高溫、高頻高壓的特性,能替研發人員省下材料成本。英飛凌計算,若全美資料中心換用換用氮化鎵解決方案,節省的電量相當於雙北年用電量的10.7%。

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。

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。
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。

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