在過去的幾十年里，“電力”這個話題一直被視為主要集中于提高設備的運行效率和降低成本的一個挑戰(zhàn)。今天，隨著能源效率在日益依賴電力的行業(yè)中逐漸成為一項戰(zhàn)略舉措，這一命題正在改變，這些行業(yè)包括數(shù)據(jù)中心、電動車輛、可再生能源系統(tǒng)、工業(yè)電機和消費電子產(chǎn)品。

這些行業(yè)依賴于有效地存儲、轉移、處理和分析大量數(shù)據(jù)的能力。這需要數(shù)百萬兆瓦的能量。隨著其他數(shù)據(jù)密集型技術（如區(qū)塊鏈、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和機器人自主性）的爆炸式發(fā)展，電力需求和節(jié)能技術的壓力將顯著增加。

企業(yè)如何選擇發(fā)電、儲存、輸送和使用電力將是2019年全球變化的重要推動力。在過去的一年里，在GaN Systems與企業(yè)領導人的對話中，我們比以往任何時候都更加肯定，昨天的硅在應對關鍵的電力系統(tǒng)挑戰(zhàn)方面已經(jīng)達到了極限。GaN技術是推動更強勁的增長和產(chǎn)品創(chuàng)新，同時使公司能夠提高能力，更深入地參與可持續(xù)發(fā)展計劃的明確和無可爭議的解決方案。

隨著2018年的臨近，GaN（氮化鎵）功率半導體公司GaN Systems發(fā)布了2019年的四大趨勢，我們認為這將對世界的電力和能源足跡產(chǎn)生重大影響：

趨勢1：電動車輛和自動駕駛車輛

2018年，人們越來越清楚地看到，交通的未來在圍繞著電動和自動車輛發(fā)展。今天路上有400萬輛電動車，全球銷售超過一半在中國。新加入者挑戰(zhàn)著根深蒂固的領導者，各國政府頒布了低至零的排放協(xié)議。

• 在英國，政府啟動了引領世界零排放車輛技術的零戰(zhàn)略之路
• 在中國，比亞迪新推出的藍色電動出租車比老式的紅色內燃機車運營成本更低
• 像NIO這樣的新制造商，隨著即將進行的IPO，紛紛進入市場，挑戰(zhàn)全球知名汽車品牌

2019年，GaNSystems預測：

燃料效率法規(guī)的增加和對環(huán)保汽車的需求將繼續(xù)推動電動車輛替代品的需求。

• 出行即服務（Mobility as a Service，MaaS）將獲得更多的品牌知名度。個人與車輛之間社會關系的變化將繼續(xù)從個人所有權轉向便利的按需使用。按需使用本身將開始演變?yōu)樵絹碓蕉嗟夭捎米詣榆囕v的車隊，而不是由個人共享的車輛所主導。因此，
• 自主的研究和設計工作將超越單純的駕駛和進入車輛的充電過程——這將為在城市市場中實現(xiàn)完全自主的車輛體驗鋪平道路。

為了響應向更自主的車隊轉移，需要考慮新的成本和商業(yè)模式。車隊需要每天運行20小時，而不是2小時的私人使用車輛。不僅低初始成本很重要，而且要降低每公里的運營成本和延長車輛壽命，以最大限度地提高投資回報率。

新的商業(yè)和社會行為，包括自主車隊，將推動向新的車輛設計要求的發(fā)展。汽車設計將朝著更小、更輕、更實用的方向發(fā)展，重點是最大限度地提高客運能力。這些新設計將需要GaN技術和它給車輛帶來的更小、更輕、更有效的電力系統(tǒng)。

趨勢2：數(shù)據(jù)中心——物聯(lián)網(wǎng)、AI、區(qū)塊鏈和5G服務的影響

2018年，我們看到了通過AI改造工廠及我們的環(huán)境的自主機器人，包括遙控、漂浮空間的垃圾收集機器人，它們能夠從芝加哥的河流中清除垃圾。物聯(lián)網(wǎng)的智能城市，如巴塞羅那、新加坡和丹佛，已經(jīng)在提高公民服務和公共安全的同時節(jié)省了數(shù)百萬的能源和勞動力。5G服務將于2019年在美國城市推出，將帶來新的增強現(xiàn)實移動應用，使Pokémon Go看起來像過去的遺跡。

海量數(shù)據(jù)的不斷涌入和對能源的爆炸性需求將繼續(xù)緊密相連——隨著5G、人工智能和區(qū)塊鏈技術的興起，需求將變得更加迫切。

2019年，GaNSystems預測：

在數(shù)據(jù)中心，我們將看到：

• 繼續(xù)推動能源效率和密度——伴隨計算需求的增長以及諸如人工智能、電動汽車、5G和區(qū)塊鏈等技術開始在關鍵行業(yè)的基礎設施和運營中得到整合。
• 運營商將需要從今天的服務器機架設計演變——并采用技術來增加數(shù)據(jù)和功率密度。
• 物聯(lián)網(wǎng)設備將需要數(shù)據(jù)中心行業(yè)繼續(xù)進行自我改造——不僅逐步增加安全性和魯棒性，而且隨著新型邊緣/以本地為中心的數(shù)據(jù)中心的出現(xiàn)，邊緣也在發(fā)展。
• 高效率的電源是數(shù)據(jù)中心必要演進的關鍵，它可以解決提高能量轉換效率和實現(xiàn)更大服務器機架密度的挑戰(zhàn)。

對于AI和區(qū)塊鏈，我們將看到：

• 在電源中使用GaN技術，可以創(chuàng)造更小、更節(jié)能的硬件。這樣一來，通過每秒處理更多的事務而不會顯著增加能源成本，區(qū)塊鏈就能夠根據(jù)業(yè)務需求進行擴展。
• 當涉及區(qū)塊鏈的集成和人工智能的影響時，更快的可追溯性將改善公司的業(yè)務運作，并加快產(chǎn)品投放市場——同時使它們能夠以較低的電力成本實現(xiàn)這些目標。

對于5G，我們將看到：

• 5G設備將遍布世界各地，要求更小的封裝具有更大的帶寬和功率。由于功率密度、能量效率和器件尺寸等原因，GaN技術將在5G的推出中發(fā)揮重要作用。
• 5G微蜂窩基站需要非常高的效率和功率密度。需要采用GaN技術的低成本電力電子器件，以便經(jīng)濟地安裝這些設備。
• 將建立更多的本地數(shù)據(jù)中心，以利用電信中心局的占地面積，要求像今天的巨型數(shù)據(jù)中心一樣關注能源效率。

趨勢3：可再生能源和儲能

2018年，我們看到隨著世界應對氣候變化和污染的需要，技術、商業(yè)經(jīng)濟學和社會迫切要求融合在一起，已將可再生能源的需求從次要的能源轉變?yōu)?4/7恒定的能源。正在開發(fā)的新產(chǎn)品反映了對易發(fā)生災難性風暴地區(qū)連接到有時不可靠的能源網(wǎng)的關注。越來越多的家庭儲能項目正在世界各地的幾個城市進行。其中一個這樣的項目是曼德勒住宅，它是位于亞利桑那州普雷斯科特山谷的新住宅開發(fā)項目，2900個住宅將配備太陽能和8千瓦時儲能系統(tǒng)。

2019年，GaNSystems預測：

• 采用GaN技術的高效住宅和商業(yè)儲能系統(tǒng)最終能夠高效地分配、儲存和按需獲得可再生能源。
• 開發(fā)在自然災害（比如暴風雨和火災）之后向居民和企業(yè)提供便攜式電力的主流方法。

趨勢4：無線充電變得司空見慣

電力電子最重要的趨勢之一是無線充電。隨著消費者不斷使用筆記本電腦、智能手機、可穿戴品、電動自行車和電子滑板車，對方便無線充電的需求將占據(jù)優(yōu)先地位。而且，隨著工業(yè)市場將更多的無人機和機器人集成到供應鏈和交付過程，這些設備的充電需要變得更加高效、有效和持久。

2019年，GaNSystems預測：

• 廣泛的快速無線充電技術將影響新的和擴大消費用途的自主世界（車輛和無人機）的未來和采用速度。
• 機器人不僅可以操作，而且可以在沒有人為干預的情況下自動充電，這將繼續(xù)為工業(yè)4.0的發(fā)展提供動力。
• 在無線充電中，為大負載或快速充電小負載提供高功率是關鍵，而這是GaN技術高效率地提供高功率的用武之地。

結論：用GaN來面對這些挑戰(zhàn)

無可否認，2019年，這些趨勢的中心是我們需要以新的方式思考和解決我們周圍各種技術的電力需求。如果我們要在全球范圍內發(fā)展，就不能把電力視為理所當然，僅僅把它看作從墻上進來的一種無窮無盡的資源。我們的全球能源足跡不能以過去的歷史速度繼續(xù)增長——無論是商業(yè)原因還是我們這個星球的健康狀況。功率半導體公司必須帶頭為新的電力系統(tǒng)設計方法提供技術。企業(yè)必須承擔起責任，把注意力放在公司內部的電力專長。通過使用GaN功率晶體管來消除昨天硅的局限性，將使企業(yè)組織能夠推出能夠改變未來的全新節(jié)能系統(tǒng)和產(chǎn)品。