氮化镓将在服务器电源、电动车(EV),以及无线充电应用中大展身手,罗姆和GaN System如何布局?

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氮化镓(GaN)已开始加速导入至各应用市场当中,其普及率也在这3~5年之间逐渐提升。 对此,GaN System台湾区总经理林志彦表示,服务器电源、电动车(EV),以及无线充电将是驱动GaN快速成长的三大关键市场。

 
林志彦指出,诸如Google、亚马逊(Amazon)、微软(Microsoft)等系统业者,过往皆采取12V的电源架构。 如今为了要提升电源使用效率,降低损耗以节省电费成本,皆纷纷转往48V的电源设计架构;而采用48V转1V的设计模式,不论是服务器电源系统、主板电源系统,首要克服的就是切换损耗。 因此,具备有高开关速度、低损耗特性的GaN,便成为首要选择。
 
另外,因应节能减碳,节能运输将成为主流趋势,电动汽车成长率也因而急速攀升。 目前各大车商都开始加速电动化时程,像是保时捷的目标是在2023年前将制造50%的EV车型;通用汽车,丰田和Volvo也宣布2025年实现销售100万辆EV的目标;BMW则表示到2025年将会提供25款电动车, 其中12辆将是全电动车等。
 
由此可见,发展电动车已是必然趋势,而如何使电动车达到最佳的电源转换效率,是目前各车厂的首要任务。 GaN能提供更低的开关损耗、更快的开关速度、更高的功率密度、更佳的热预算,进而提高电动汽车的功率输出和效能,且降低了重量和成本,因此已逐渐导入至电动车组件之中,像是DC-DC转换器,车载充电器(OBC)等。
 
至于在无线充电市场,捷佳科技股份有限公司总经理舒中和则透露,现今各种应用市场对功率的需求只会越来越大,而产品的功率规格需要提高时,系统的转换效率规格也必须相对提升。
 
以无线充电而言,电源转换(Power Conversion)于无线电源传输的设计会影响系统的总效率。 像是AC-DC、DC/Switching RF Amplifier、RF/DC Rectifier每一个建立区块(Building Block)都须考虑优化转换效率来解决系统散热问题。 当功率越大时,就需更高的转换效率来降低相对产生的热能。 如果需要缩小体积,对于系统设计来说,更是加倍的挑战。
 
总而言之,大功率小体积的设计挑战就是效率的问题,电源转换、高效能、低损耗的组件、线圈设计和阻抗匹配都是直接影响系统的总效率的因素,而GaN便在此当中扮演相当重要的角色。 GaN组件具有高开关速度、低损耗、小体积等优点,可满足大功率、小体积的无线传输研发;因此,无线充电也是推动GaN快速成长的主要应用市场之一。
 
罗姆与GaN System展开GaN方面的合作,此次合作将充分发挥GaN Systems公司GaN功率晶体管的业界顶级性能与罗姆的GaN功率器件技术优势及丰富的电子元器件设计/制造综合实力。双方将利用GaN Systems公司的GaNPXTM封装技术和罗姆的功率元器件传统封装技术,联合开发最适合GaN器件的产品。这将能够最大限度地挖掘并发挥GaN器件的潜力。另外,双方通过提供兼容产品,将能够为双方的客户稳定地供应GaN器件。双方将通过合作来扩充GaN产品的阵容,拓宽客户的解决方案选择范围,为电力电子市场的节能化和小型化贡献力量。
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