By Paul Wiener, VP Strategic Marketing, GaN Systems In the world of electric vehicles (EVs), performance and efficiency are paramount. As the EV industry grows, power designers constantly strive to provide more power, reduce losses, minimize heat, and shrink system sizes. These requirements stem from the ongoing pursuit of lighter vehicles with extended ranges, reduced…
GaN Systems 策略行銷副總 Paul Wiener 撰 性能與效率對電動車持續發展至關重要。全球電動車市場正快速擴張，電動車也持續朝輕量化、具備更高續航力、電池尺寸微縮及整體系統成本優化等方向發展，高功率、低損耗、小體積且低溫的電源系統，成為電源工程師在開發新一代動力系統的首要目標。 這項不斷優化的驅動力，也加速了氮化鎵 (GaN) 在電動車牽引逆變器上的應用。值得一提的是，與現今矽及碳化矽 (SiC) 功率半導體的解決方案相比，GaN 在 400V 及 800V 系統的應用中都提供顯著的優勢，且日漸受到市場認可，突顯 GaN 功率半導體在未來電動車產業中的關鍵角色。 400V 氮化鎵牽引逆變器 GaN 功率半導體是 400V 動力系統牽引逆變器革新的驅動力，滿足工程師的設計面的期待。GaN 功率元件大幅提升能效，減少近 40% 能源耗損，同時提高 33% 功率密度，實現更小巧輕量的牽引逆變器設計。整體來說，基於 GaN 設計的牽引逆變器能滿足市場對價格更實惠且續航力更高的電動車的需求。 800V 氮化鎵牽引逆變器現蹤 基於 GaN 的三階拓撲設計的牽引逆變器在 800V 系統中應用正加速發展，帶來以下設計優勢： 卓越系統效率：三階 GaN 拓撲設計在降低開關損耗、提高效率之餘，還可減少濾波器和馬達中的高頻銅損及鐵損，較採二階拓撲設計的系統在整體效率上大幅提升。 較小噪音、振動及電磁干擾：三階 GaN 拓撲生成一個接近正弦波的輸出電壓，降低 dv/dt 與諧波，減少濾波需求並將濾波器及馬達中的高頻損耗降到最低，進而降低噪音、振動及聲振平順性 (Noise, Vibration, Harshness, NVH)，較低的共模電壓也同步降低了絕緣壓力和電磁干擾 (EMI)。 耐久性及可靠度優化：較低的共模電壓代表了電壓峰值受到抑制，這減少過壓脈衝的發生機率，使電路運作更平順穩定。另外，三階 GaN 拓撲能減少電機馬達軸承的負荷，提高的耐久性及可靠度有助於整體系統使用壽命的延長。…
SEMICON Taiwan 國際半導體展今年邁入第 28 個年頭，再次在展覽規模寫下新紀錄。今年的展場範圍首次擴及台北南港展覽館一、二館，水泄不通的週邊道路、熙來攘往的捷運月台上，皆擠滿了前往觀展的洶湧人潮，為期三天的展會累積超過 62,000 參與人數。這場匯集全球微電子產業領袖菁英的年度盛會，不僅展現台灣半導體領域的研發能量，也再次彰顯台灣在全球半導體供應鏈中的關鍵角色。 今年的展覽以創新與永續雙主軸進行，如同往年，今年展場上也不乏新技術新產品發表，產業意見領袖在聚光燈下不約而同地強調半導體產業鏈的韌性，同時為台下聽眾勾勒一個透過半導體技術實現的永續智慧未來。即便產業仍處景氣循環之中，人工智慧、通訊、電動車等應用領域的發展態勢，仍為半導體產業迎來龐大商機，主流市場研調機構仍樂觀看待半導體前景，全球半導體產值將朝一兆美元大關邁進。 功率半導體重塑未來交通 能源效率無疑地是當代創新的重點，尤其對那些高度依賴能源但又對全球經濟發展有深遠影響的應用領域，電動車便是其一。 交通運輸工具持續電汽化與自動化的趨勢，正持續推升每台車的半導體含量，以氮化鎵 (GaN)、碳化矽 (SiC) 為首的寬能隙半導體在今年的展會中更躍居舞台中心，為下世代電動車在續航里程及能效挑戰上帶來顛覆現況的解決方案。 在今年的功率暨光電半導體論壇中，各家廠商闡釋透過新世代功率半導體技術，在功率密度、能源效率、及感測互聯上的突破性進展。研調機構也預測，從 2022 年到 2028 年， SiC 及 GaN 分別有 31% 及 49% 的複合成長率，反觀矽功率半導體只有 4%，顯示寬能隙半導體的發展潛力可期。 數據爆炸及高效能運算 帶來更高的能源需求 人工智慧 (AI) 應用普及為半導體產業創造新的成長動能，但造就近年 AI 的突破進展，如生成式 AI，其中一項關鍵便是先進半導體技術進展。今年展會中各家廠商皆無獨有偶地搭上人工智慧的熱潮，展示相關軟硬實力。 你我生活、工作各層面中所產生的數據量只增不減，AI 的發展腳步沒有絲毫放緩的趨勢，能源消耗量與資料中心的運算能力與記憶體容量呈成正比激增。面對高能耗資料處理量不斷攀升，提高能源轉換和分配的效率，成為迫在眉睫的挑戰。 總結 如同往年，SEMICON Taiwan 2023 國際半導體展提供一個傳遞新知與經驗的跨領域交流平台。 隨電子元件持續朝多功且高度整合發展，能源效率影響了整體性能表現，氮化鎵功率半導體為電源設計提供更低成本且高可靠的解決方案。 創新研發與人才的投資，對於半導體技術的突破與進展至關重要，我們很欣慰地看到這兩個話題在今年的展覽與演講中重複被提及。
SEMICON Taiwan 2023 once again underscored Taiwan’s strategic importance in the global semiconductor industry. Entering its 28th year, the event was held in Taipei, gathering 950 exhibitors with 3,000 booths and attracting more than 62,000 visitors. The sheer scale of participation was evident in the hour-long traffic queues and bustling metro platforms as people flocked…
氮化鎵功率半導體全球領導廠商 GaN Systems 今 (9/6) 出席 SEMICON Taiwan 2023 國際半導體展「功率暨光電半導體論壇」，深度解析電動交通在全球永續凈零藍圖中的關鍵角色以及氮化鎵 (GaN) 功率半導體為電動車效率、功率密度及系統成本上所帶來的突破。 交通運輸電汽化被視為減少全球二氧化碳排放量的一大利器，根據彭博新能源財經 (BloombergNEF) 的預估，目前上路的電動車每年約可減少 1.5 億公噸的二氧化碳排放量，然而欲實現 2050 凈零排放的目標，電動車的普及速度及廣度仍須加快。 電動車的成長態勢將持續，全球電動車銷量預估將在今 (2023) 年底突破 1400 萬輛，並於 2026 年達將近 2700 萬輛，但續航里程、充電效率及價格仍持續影響消費者換車意願，創新動力總成 (Powertrain) 解決方案成為當今全球一線車廠及供應商的研發重點。 另一方面，永續意識抬頭、都市人口密集程度持續加劇、政策支持與技術演進等因素驅動下，以電動自行車為大宗的微型交通逐漸受到消費者青睞，龐大的市場需求正催生能效更高、尺寸精簡的電機驅動系統。 「氮化鎵功率半導體能實現高效率、高功率密度的動力總成解決方案，進而提高電動交通工具的續航力及充電效率，並減少整體物料清單成本，」GaN Systems 亞洲區總經理暨全球營運副總 Stephen Coates表示，「GaN Systems正與全球一線車廠及供應商密切合作，致力為下世代電動交通運輸帶來改變競局的性能優勢。」 GaN Systems 氮化鎵功率半導體解決方案正重新定義電源系統的最佳設計，憑藉卓越產品性能及可靠度，不僅已在消費電子、資料中心、電動車等應用市場做出實績，應用範圍也正逐步擴大至微型交通、太陽能、工業自動化等領域。
氮化鎵 (GaN) 功率半導體正持續為那些需要消耗大量能源，但同時長遠地影響全球經濟發展的產業帶來顯著地改變。在資料中心、車用及消費電子等應用市場，GaN 功率元件已開始取代既有使用矽元件的設計方案，重新定義電源系統最佳設計，為市場帶來更小、更輕、更具能源效率的產品。從提升電動車續航里程，到優化資料中心能源使用效率，及縮短消費電子產品充電時間等，這些功能面的優化，皆加速擴大 GaN 功率半導體應用範圍至微型交通、太陽能、電動工具及音響系統等新興應用領域。 加速全球微型交通發展態勢 英國研究公司 The Faraday Institute 指出，全球都市人口密度將於 2050 年前再提高 50%，屆時全球將有 67 億人口全數集中於都市地區。因此，以電動自行車及電動滑板為大宗的微型交通工具，在人口密度持續成長的都市地區逐漸受到重視，被視為能減輕交通壅塞、停車不易等都市交通問題的解決方案，並在油價持續高攀的時代，提供更經濟且永續的交通方式。全球微型交通市場規模預計將於 2028 年突破 693 億美元。 能效、功率密度、輕巧簡約外觀設計及成本效益為設計開發電動微型交通工具的考量重點，基於 GaN 設計的馬達控制驅動器能使整體能效及充電效能提升一個檔次。以電動自行車來說，GaN 功率元件能使馬達控制器尺寸更小、重量更輕，提高能源轉換效率並減少能耗損，進而實現更簡約輕量的外觀設計並延長續航里程，應用於電池充電器上，也能減少充電時間。 市場上已有不少公司正透過基於高性能、高頻率的 GaN 功率電晶體所設計的馬達驅動器、控制器與逆變器，為電動機車、電動自行車、電動滑板車等個人電動交通載具提供創新動力總成 (powertrain) 解決方案，優化整體馬達輸出功率及效率，透過整合高品質、高可靠的 GaN 功率電晶體與先進軟硬體技術，微型交通工具的續航里程最高可延長百分之三十。 當社會、經濟、環境三大面向同步推升微型電動交通工具的需求力道，GaN 功率半導體將扮演實現永續且具經濟效益的未來交通的關鍵角色。 突破太陽能發電效率 全球太陽能市場將以 18% 年複合成長率的速度成長，預估市值將於 2027 年前突破 133 億美元，這股成長動能主要來自技術創新、民生及企業再生能源需求持續攀升、能源轉型及脫碳政策等因素。 GaN 功率半導體正改變太陽能市場格局，為太陽能逆變器、功率優化器及儲能系統，帶來更高效率、更輕巧且耐用的設計解決方案。 太陽能逆變器：透過 GaN 優化效率及可靠性 太陽能逆變器的主要功用在於將太陽能板所產生的直流電轉為符合家庭或工業用的交流電，現存基於矽元件設計的裝置，普遍存在效率低落及功率密度等限制。 GaN 解決了矽基設計的瓶頸，實現更小、更輕、更具成本效益的太陽能發電系統，在大規模布建中簡化安裝流程並帶來顯著的成本節省。透過卓越的材料韌性及可靠性，基於GaN設計的逆變器能降低整體系統維護成本、縮短系統停機時間，同時維持最佳效能。 根據預估，基於 GaN 設計的太陽能微型逆變器，透過頻率提升 10 倍，在開發成本上至少減少…
GaN power semiconductors continue to bring significant advancements in power-reliant industries, substantially impacting the global economy. Markets such as consumer electronics, automotive, and data centers are experiencing massive transformations as GaN power transistors replace traditional silicon in power system designs. This shift has resulted in products that are now smaller, lighter, and more energy-efficient than…
OTTAWA, Canada – August 2, 2023 – GaN Systems, the global leader in GaN power semiconductors, has partnered with ACEpower, a Chinese industry-leading power supply, EV charging module, and OBC (Onboard Charger) product design and manufacturer, to expedite the widespread adoption of GaN technology in electric vehicles. By harnessing GaN Systems’ cutting-edge power semiconductors, extensive…
The semiconductor industry is demonstrating resilience in the face of global supply chain challenges and pandemic-era complications. This was on full display at SEMICON China 2023, the premier annual event for the worldwide semiconductor industry held in Shanghai, attracting over 100,000 attendees and hosting 1,200 exhibitors—an unprecedented record. The recurring themes showcased the latest development…
氮化鎵功率半導體領導廠商 GaN Systems 今天宣布，將整合由專精氮化鎵功率元件設計的 QPT 公司所開發的驅動、控制與感測技術，用於優化其 GaN 功率電晶體產品的效能，並為操作頻率落於100kHz – 20MHz 間，硬開關的高壓高功率應用，解決系統設計面的挑戰。這項技術證實能大幅發揮 GaN 能效，尤其在車用領域。 QPT 這項解決方案需要高速晶體管來實現 GaN 所保證的卓越能效。兩間公司已經簽屬 MOU 合作備忘錄，期望透過協作解決當前基於 GaN 電晶體的設計挑戰，進一步優化電動車電系統性能表現，為電動車續航里程帶來突破。 「GaN Systems 擁有領先業界的 650V 氮化鎵功率電晶體產品，」QPT 創辦人暨執行長 Rob Gwynne 表示，「結合GaN Systems 優秀的產品與我們創新技術所設計出的高效率功率級，將能幫助電動車更有效率地利用能源，並拉長行駛距離。」 「QPT 擁有令人十分經驗的技術實力，」GaN Systems 全球執行長 Jim Witham 表示，「基於 QPT 技術所實現的功能面的性能優化，為氮化鎵在電動車領域帶來嶄新應用機會。 透過此次合作結合雙方技術及產品優勢，將重寫市場競局。」 由於 QPT 的技術能更有效率的驅動 GaN 電晶體，進而延長電動車續航里程。氮化鎵功率元件的卓越切換速度，使其被視為功率半導體領域的明日之星。切換頻率低的功率元件容易造成能源耗損，主因在開關切換期間，當電晶體既不處於開，也不處於關的狀態時，大量的能源會透過熱的型態逐漸消散，造成功率損耗級過熱的問題。拉高切換頻率，縮短開關切換所需的時間，便能降低能源耗損。GaN 功率電晶體能在 1 – 2 奈秒 (ns) 間完成切換動作，相較矽或碳化矽電晶體所需的 20…
