資料中心轉用氮化鎵功率半導體的五大主因

氮化鎵功率半導體全球領導廠商 GaN Systems 全球執行長 Jim Witham 於 DCD 專訪中分析，GaN 可能是全球資料中心面對日加趨嚴的能源減碳監管法規的唯一解方。

資料中心電源系統中過去以矽功率元件為大宗， 但近年 GaN 功率半導體逐漸受到重視，Jim Witham 分析驅動這項轉變的背後五大主因：

• 資料中心需提高獲利能力：電費是數據中心運營成本中佔比最高的項目，每個機櫃的能源成本甚至超出建置的資本成本。同時，當資料處理及儲存的需求只增不減，每個機櫃中能容納的伺服器及記憶體數量便是評估資料中心獲利能力的重要指標。相較於現存矽功率元件，採用 GaN 功率元件的數據中心電源供應器，能夠將效率從現有的 94% 提升至 97%，大幅降低能源耗損，最終減少電費。另外，採用 GaN 功率元件設計的電源供應器，在尺寸上也縮小約 2-3倍，提高每個機櫃中能容納的伺服器及記憶體數量，提升資料中心整體運算能力。
• 新法規及產業標準：永續淨零成為這個世紀迫在眉睫的挑戰，今 (2023) 年陸續生效的能源減碳監管法規，將更嚴格地規範資料中心的能源使用效率，包括歐盟生態設計 (ecodesign) 指令中，明確要求資料中心電源供應器的能耗效率由 94% 提升至 96%；中國《物聯網新型基礎設施建設三年行動計劃》限制新建資料中心 PUE 需低於 1.3；開放運算計畫 (Open Compute Project) 也重新定義資料中心電源供應器尺寸的規格標準，較原先縮減 30%。這些新法規與產業標準都再次強化 GaN 功率半導體在下世代電源供應器設計中的重要性。
• 高性價比且已被廣泛使用：GaN 功率半導體已在高階音響、消費電子充電設備、甚至是電動車中廣泛使用。隨 GaN 在各應用市場中滲透率越高，GaN 功率元件的成本及可靠度皆已趨近於矽功率元件。
• 轉換已經發生：包括 xFusion 超聚变、及英特爾 (Intel) 及美超微 (Supermicro) 的主要供應商 SoluM 等領導業者，皆已採用 GaN Systems 氮化鎵功率電晶體，設計具更高功率密度、能效表現更好的電源供應器。
• 淨零永續：『節電』與『脫碳』是身為全球用電大戶的資料中心，在這個世紀的最重要挑戰。GaN 功率半導體能幫助資料中心更有效率的運用能源，降低至少 50% 的耗損，減少資料中心對同樣是高耗電的冷卻系統的依賴。另外，採用 GaN 功率電晶體設計的電源供應器，對被動元件及稀缺資源的需求也能大幅降低，研究指出，GaN 每年能減少約 100公噸的二氧化碳排放量。

閱讀完整文章，請至 DCD 《Five key reasons to switch to GaN》

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