GaN Systems, a global leader in GaN (gallium nitride) power semiconductors, today announced that it will demonstrate the latest breakthroughs of GaN for sustainable and cost-effective power designs at the 2023 China Power Electronics and Energy Conversion Congress and the 26th China Power Supply Society Annual Conference & Exhibition (CPEEC & CPSSC 2023), taking place…
GaN Systems 策略行銷副總 Paul Wiener 撰 數位經濟正經歷一場由兩大趨勢驅動的巨大變革，即時資料分析的龐大需求為其一，另一則是生成式人工智慧 (Generative AI) 的快速發展。一場激烈的生成式 AI 競賽正如火如荼的進行中，科技巨頭如亞馬遜 (Amazon)、谷歌 (Google)、微軟 (Microsoft) 皆大舉投資生成式 AI 的研發創新。根據彭博智庫 (Bloomberg Intelligence) 預測，生成式 AI 市場將以 42% 的年增率成長，從 2022 年 400 億美元市值，於 10 年內擴大至 1.3 兆美元。 在 AI 的蓬勃發展下，資料中心對電力與運算的需求呈正比成長，激增的用電量不僅對營運效率造成壓力，更成為資料中心達成淨零排放目標的阻礙。當前資料中心所採用的電力轉換及分配技術，已難以滿足來自雲計算及機器學習的運算需求，面對更龐大能源的生成式 AI 應用，資料中心運營商正急迫地尋找創新電力解決方案。 氮化鎵 (GaN) 功率半導體應運而生，成為資料中心優化能源效率的關鍵技術之一。接下來的文章將進一步探討生成式 AI 對資料中心帶來的挑戰、氮化鎵功率器件的優勢，最後分析業界普遍使用的「電源使用效率 (Power Usage Effectiveness, PUE)」指標中所存在的漏洞，這些洞察皆將指向一個結論，氮化鎵功率元件在資料中心電力系統中的應用將加速落地。 生成式 AI 對資料中心的衝擊將加劇 面對資料量爆炸，依傳統工作負載量所規劃的資料中心基礎架構正面臨巨大壓力。全球資料量每兩年便翻漲一倍，處理、儲存這些龐大資料的伺服器，需要大量的能源及水資源來維持運作。根據麥肯錫的預測，在未來五年內，光是位於美國地區的資料中心便將新增 39GW 的用電量，相當於 3,200 萬的家庭一年的用電量。…
Paul Wiener, Vice President Strategic Marketing, GaN Systems The digital world is undergoing a massive transformation powered by the convergence of two major trends: an insatiable demand for real-time insights from data, and the rapid advancement of Generative artificial intelligence (AI). Leaders like Amazon, Microsoft, and Google are in a high-stakes race to deploy Generative…
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 (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…
用氮化鎵取代矽功率半導體來提升資料中心能效 當生成式 AI、物聯網及各種數位應用百花齊放下，大量的資料不斷在人類生活各層面中被產生、即時處理、分析、計算，市場對資料中心運算能力及效率的需求仍處急遽攀升的成長階段。現今資料中心的用電量約占全球用電量的百分之二，而一座超大規模 (hyperscale) 資料中心的電力需求更相當於 8 萬個家庭平均一年的用電量。 以矽為基礎的功率元件在過去 30 年來一直是數據中心電源主流的設計結構，但近年數據中心運營商正積極向氮化鎵 (GaN) 技術靠攏，以在成本、效率、及永續等面向獲益。GaN 功率元件不僅已插旗許多不同電源應用，更被視為是數據中心提升獲利、減少運營費用，並達到永續目標的重要技術。 原因是什麼? PUE 指標漏洞：評估資料中心營運效率的盲點 以電源使用效率 (Power Usage Effectiveness, PUE) 作為衡量資料中心營運效率，是現今最常見的方法。密切監控並持續改善 PUE 對數據中心運營優化十分重要，降低 PUE 代表减少能源使用量，進而減少營運成本，且滿足永續淨零路徑下節能減碳的目標。 但是，PUE 的計算公式只計算了 IT 設備負載消耗的電力占資料中心的總耗電的比例，卻忽略了伺服器中 AC-DC 能源轉換間的功率耗損。這便是所謂的 PUE 漏洞，也是數據中心以 PUE 評估整體營運效率時會產生的盲點。 由於 PUE 不考慮 AC-DC 轉換效率，數據中心便忽略了提高 AC-DC 轉換器效率的重要性。 這個衡量的盲點造成目前伺服器中仍採用效率僅有 90% 的 AC-DC 轉換器，這代表了每次 AC-DC 能源轉換間，有 10% 的能源在轉換中被浪費了，這不但增加了電費成本及碳排放量，被浪費的能源同時以熱的方式排出，進而提升資料中心對額外冷卻系統的需求，冷卻系統也是另一個非常耗電的設備。 GaN 將大幅減少轉換間的能源耗損 GaN…
How replacing silicon power semiconductors with Gallium Nitride (GaN) can help energy efficiency Data centers today are running more compute-intensive workloads than ever, requiring rapidly increasing power consumption. In fact, data centers now account for roughly one to two percent of annual global power consumption—and a hyperscale data center can use as much power as…
氮化鎵功率半導體已廣泛地受消費電子、車用、資料中心、工業電機及再生能源等應用市場採用。其中，在車載充電器及牽引逆變器中的應用，更進一步優化了電動車在續航里程及整體系統開發成本上的表現。 GaN Systems 全球執行長 Jim Witham 在今年德國紐倫堡舉行的歐洲電力電子展上分享，GaN 功率電晶體的不同應用實績，以及如何在系統設計中最大化 GaN 的優勢，其中包含 GaN Systems 最新發表以 650V GaN 晶體管發開的 800V 車載充電器參考設計。
