在廠商的推廣和終端產品的面世后,氮化鎵器件的優勢大家也都有所耳聞了。更快的開關速度省去了更多的無源器件,從而實現了更小的體積和更低的成本;更小的開關損耗使得系統的能效做得更高,以及耐高溫、耐輻射等特性,則為其在特種應用中大放光彩提供了便利。
快充需要氮化鎵材料的支撐
據統計,來自消費電子快充的需求是整個氮化鎵市場主要的驅動力,占氮化鎵器件市場總規模的60%。作為第三代半導體,氮化鎵器件得益于固有優勢,未來會在功率領域進一步蠶食傳統硅器件的份額。但真正決定氮化鎵器件性能上限的,還是得看襯底和外延材料。所以CREE、羅姆、II-VI、三安光電等廠商,也都在這股氮化鎵熱潮中收獲了更高的利潤。
在這些企業中,北京賽微電子通過聚能晶源和聚能創芯這兩大公司分別構建了自己的外延材料和器件項目。聚能創芯借助其外延材料,已經推出了覆蓋從低到高電壓范圍的氮化鎵功率器件產品,根據聚能創芯副總經理李成的說明,出貨量最大的還是650V的氮化鎵功率器件,覆蓋場景包括PD快充和智能家電等等。
同時聚能創芯也已經開始立足高頻,進一步發揮氮化鎵的優勢,推出了300kHz的65W和120W氮化鎵快充方案。這些高頻方案在原有的100kHz方案基礎上進一步提高了功率密度,將系統體積減小了30%。這些也都是發展氮化鎵材料帶來的競爭力,
數據中心同樣對氮化鎵趨之若鶩
我們已經在新能源汽車、快充等領域見證了氮化鎵的普及,但事實上,在服務器電源這種高端工業電源市場,這種對氮化鎵器件的追求也已經露出跡象。這自然是出于對氮化鎵能效的看重,在PUE逐漸成為新數據中心建設、舊數據中心改建的硬性指標后,如何提高能效成了最大的難題, 而在上述提到的氮化鎵一眾優勢中,就給出了高能效這一優勢。正如我們在PC電源上選購常見的80 Plus鉑金、鈦金等方案一樣,數據中心同樣需要這類高能效的電源,只不過功率要更高一些,而且至少也都需要鉑金級的電源,這也意味著能效需要維持在90%以上。
而基于氮化鎵的服務器電源在實現更高功率密度的同時,更容易做到鈦金級別的能效。 另外就是供電架構發生的轉變,與汽車的48V系統一樣,數據中心也面臨著同樣的轉變,更低的I2R損耗能夠提升系統效率已經是不爭的事實。
但因為高電壓轉換器過去反而會降低效率、提高成本和徒增尺寸的局限性,48V并沒有獲得普及。 可隨著氮化鎵這類第三代半導體的面世,以及有了一眾廠商為數據中心提出了48V DC/DC的方案,從而為全新的開放計算項目(OCP)48V配件架構做好準備。
而且對于云服務廠商來說,48V DC/DC轉換器帶來的體積優勢,將進一步為數據中心降本增效提供便利。
審核編輯 :李倩
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原文標題:氮化鎵應用拓展加速,從快充跨步到數據中心
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