GaN+SiC=每年200億美元的市場(chǎng)規(guī)模？

是的！眾所周知，第三代半導(dǎo)體（以氮化鎵GaN和碳化硅SiC為主），憑借在電子遷移率、功率密度、熱穩(wěn)定性等方面具有優(yōu)異的性能，可以用于制造高效、高速、高溫、高頻的電子器件，成為了替代傳統(tǒng)硅，為電力電子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)巨大跨越的理想材料。

而隨著新能源、人工智能等技術(shù)的強(qiáng)勢(shì)崛起，第三代半導(dǎo)體得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)更加明顯——移動(dòng)電子、軌道交通、電動(dòng)汽車、工業(yè)、太陽能、風(fēng)能和儲(chǔ)能領(lǐng)域大放異彩。

據(jù)新聞網(wǎng)獲悉，接下來，讓我們一同走進(jìn)GaN+SiC所驅(qū)動(dòng)的未來世界：

智能電網(wǎng)(Smart Grid)

可再生能源（例如風(fēng)能和太陽能）逐步滲透到我們的電力傳輸和分配系統(tǒng)中，再加上智能電網(wǎng)時(shí)代的到來，高壓直流（HVDC）傳輸逐漸成為主流，這推動(dòng)了對(duì)高效和高功率密度電力電子變換器系統(tǒng)的需求。

太陽能(Solar)

太陽能逆變器能將太陽能面板所獲得的的直流電（DC）轉(zhuǎn)換為交流電（AC）并儲(chǔ)存到電池中或轉(zhuǎn)送至電網(wǎng)。效率、尺寸和可靠性，是保證最高的電力輸送能力和實(shí)現(xiàn)最快的投資回報(bào)率的關(guān)鍵。

氮化鎵功率芯片和碳化硅功率器件可提供更低的元件數(shù)量，更緊湊的電路拓?fù)浜透己玫目刂?，降低總體冷卻需求。有助于打造相較傳統(tǒng)方案的體積縮小一半、重量更輕的太陽能逆變器，降低25%的成本并實(shí)現(xiàn)40%的節(jié)能，并提升太陽能設(shè)備安裝的投資回報(bào)率（ROI）約10%。

對(duì)于300-500W線路功率的住宅太陽能應(yīng)用，GaN是理想選擇，而SiC的更高電壓能力使其更適合商業(yè)太陽能安裝中部署的kW+組串式逆變器。

電動(dòng)汽車(Electric Vehicle)

車載充電機(jī)（OBCs）、DC-DC轉(zhuǎn)換器和牽引電機(jī)作為電動(dòng)汽車的電力“主心骨”，它們需要具備最高的效率和功率密度，以及極強(qiáng)的可靠性，同時(shí)成本還需要兼顧競(jìng)爭(zhēng)力。

為實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)，由GaN優(yōu)化的乘用車400V電池系統(tǒng)以及針對(duì)商業(yè)800V電池及以上的先進(jìn)SiC解決方案應(yīng)運(yùn)而生。

氮化鎵功率芯片和碳化硅功率器件可實(shí)現(xiàn)快3倍的充電速度和70%的節(jié)能，進(jìn)而使電動(dòng)汽車的續(xù)航里程延長(zhǎng)5%或電池成本降低5%。

打個(gè)比方，使用GaN技術(shù)可以將全球電動(dòng)汽車的普及提速3年，并在2050年降低20%因道路交通所產(chǎn)生的二氧化碳排放量。

軌道交通及移動(dòng)電子(Transportation and Mobile)

全球的交通運(yùn)輸行業(yè)正處于革命性的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，并需要在日愈惡劣的氣候環(huán)境下，提供環(huán)保、性價(jià)比高且堅(jiān)固耐用的產(chǎn)品。

碳化硅（SiC）分立式功率器件的多樣化組合，可提供較低的導(dǎo)通和開關(guān)損耗，以及優(yōu)異的熱性能管理，可用于軌交電機(jī)、軌交輔助電源等，從而實(shí)現(xiàn)更經(jīng)濟(jì)高效的交通系統(tǒng)，包括電動(dòng)公共汽車、鐵路和地鐵牽引、車隊(duì)和貨運(yùn)電力子系統(tǒng)。

而在移動(dòng)電子領(lǐng)域，氮化鎵功率芯片能在所有移動(dòng)設(shè)備，包括手機(jī)、平板電腦和筆記本電腦的快速和超快速充電方案上實(shí)現(xiàn)革命性突破——在傳統(tǒng)硅方案的1/2大小和重量的前提下，帶來快3倍的充電速度，并實(shí)現(xiàn)高達(dá)40%的節(jié)能減耗。

工業(yè)(Industrial)

向變速驅(qū)動(dòng)器（VSD）的升級(jí)可以提高效率和功率密度，同時(shí)降低能源消耗。高度集成的、高速的GaNFast功率芯片和GeneSiC功率器件可用于工業(yè)馬達(dá)電機(jī)中，替換傳統(tǒng)的硅功率器件，以實(shí)現(xiàn)更高的效率、更少的諧波、更低的聽覺噪音并帶來自主保護(hù)功能，同時(shí)提供尺寸最緊湊、成本更優(yōu)的解決方案。

數(shù)據(jù)中心(Data Center)

超過40％的數(shù)據(jù)中心成本與電力（電力和制冷）有關(guān)。隨著大數(shù)據(jù)、人工智能的興起，數(shù)據(jù)中心的流量加速增長(zhǎng)，傳統(tǒng)硅方案的有效性和效率已觸到“物理”瓶頸。

因此，數(shù)據(jù)中心架構(gòu)師將目光轉(zhuǎn)向?qū)捊麕О雽?dǎo)體——氮化鎵（GaN）和碳化硅（SiC），幫助他們?cè)诒３直M可能低的能源消耗的同時(shí)優(yōu)化性能，同時(shí)使機(jī)柜的功率上升。

大規(guī)模量產(chǎn)、高度集成的GaNFast氮化鎵功率芯片和GeneSiC功率器件的可靠性已經(jīng)得到證實(shí)，可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)10％的效率提升，從而實(shí)現(xiàn)每年高達(dá)19億美元的成本縮減。

由此可見，在我們生活日常的方方面面，隨處可見GaN和SiC的身影。未來，隨著新型能源和節(jié)能環(huán)保事業(yè)的不斷推進(jìn)，第三代半導(dǎo)體其巨大的應(yīng)用潛能，勢(shì)必成為電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的不二之選。