氮化镓@@正取代硅@@，越来越多地用于需要更大功率密度和更高能效@@的应用中@@
作为提供不间断连接的关键@@，许多数据中心依赖于日益流行的半导体技术@@来提高@@能效和功率密度@@。
氮化镓@@技术@@@@，通常称为@@ GaN，是一种宽带隙半导体材料@@，越来越多地用于高电压应用@@。这些@@应用需要具有更大功率密度@@、更高能效@@、更高开关频率@@、更出色热管理和更小尺寸的电源@@。除了数据中心@@，这些@@应用还包括@@ HVAC 系统@@、通信电源@@、光伏逆变器和笔记本电脑充电电源@@。
德州仪器@@ GaN 产品线负责人@@ David Snook 表示@@：“氮化镓@@是提高@@功率密度和提高@@多种应用中电源系统@@和电源效率的关键一步@@。在@@设计@@中使用@@@@ GaN 的公司数量正在@@迅速增长@@。降低功耗和提高@@效率至关重要@@。”
在@@过去@@ 60 多年里@@，硅一直是半导体电源管理@@@@188足彩外围@@app 的基础@@，这些@@188足彩外围@@app 将交流@@ (AC) 转换为直流@@ (DC)，然后根据各种应用需求将直流电压输入进行转换@@，从手机到工业机器人@@，不一而@@足@@。随着@@188足彩外围@@app 的改进和优化@@，硅的物理特性已得到充分应用@@。如今@@，在@@不增加尺寸的前提下@@，硅已无法在@@所需的频率下提供更高功率@@。
因此@@，在@@过去@@十年间@@，许多电路设计@@人员转向采用@@ GaN，以便在@@更小的空间@@里实现更高功率@@。许多设计@@人员对于该技术@@将在@@未来创新中发挥的潜能充满信心@@，主要归因于以下三点@@：
原因@@ 1：GaN 已取得发展@@。
做为半导体应用@@，尽管@@ GaN 相对于硅来说@@较新@@，但@@已经发展了多年并具有一定可靠性@@。德州仪器@@ GaN 芯片通过了@@ 4,000 万小时以上的可靠性测试@@。即使在@@数据中心等要求严苛的应用中@@，其有效性也显而@@易见@@。
David 表示@@：“随着@@消费者和企业对人工智能@@、云计算和工业自动化等应用的数据量的需求不断增长@@，全球范围内需要越来越多的数据中心@@。要使数据中心在@@不会过量增加能耗的前提下上线@@，需要实现更高效的服务器电源@@，而@@ GaN 是实现这类电源的关键技术@@@@。”
原因@@ 2：使用@@ GaN 的系统@@级设计@@可节省成本@@。
尽管@@现在@@按芯片级别比较@@，GaN 比硅昂贵@@，但@@ GaN 所带来的整个系统@@的成本优势@@、效率和功率密度的提高@@超过了初始投资的价值@@。例如@@，在@@ 100 兆瓦数据中心中@@，使用@@基于@@ GaN 的电源管理@@系统@@@@，即使效率增益仅为@@ 0.8%，也能在@@@@ 10 年间节约@@ 700 万美元的能源成本@@。节约的能源足够@@ 80,000 个家庭@@，也就是大约一个小型城市@@，使用@@一年@@。
德州仪器@@电源设计@@服务团队总经理@@ Robert Taylor 表示@@：“GaN 技术@@可在@@较高频率下运行@@，进而@@可实现一些具有更低物料清单成本的拓扑和架构@@。得益于较高的运行频率@@，工程师还可以在@@设计@@中选择较小型的其他@@188足彩外围@@app 。GaN 提供了硅芯片所不支持的拓扑@@，使得工程师可以灵活优化其电源设计@@@@。”
原因@@ 3：通过集成提升了性能和易用性@@。
GaN FET 需要专用的栅极驱动器@@，这意味着需要额外的设计@@时间和工作量@@。不过@@，德州仪器@@通过在@@芯片中集成栅极驱动器和一些保护功能@@，简化了@@ GaN 设计@@。
David 表示@@：“集成驱动器有助于提高@@性能并提供更高的功率密度和更高的开关频率@@，从而@@提升效率并降低整体系统@@尺寸@@。集成提供巨大的性能优势@@@@并使用@@@@ GaN 简化设计@@@@，可使设计@@人员更大程度地利用这项技术@@的优势@@。”
性能优势@@
David 说@@：“客户会很高兴看到我们的参考设计@@@@，比如适用于数据中心的@@ 5 千瓦图腾柱功率因数校正设计@@@@所展示的@@ GaN 的性能优势@@@@。他们一旦认识到可以以更小的解决方案尺寸实现更高的效率@@，或@@者以同样的外形尺寸实现更高的功率水平@@，这会促使他们转向使用@@@@ GaN。”
例如@@，一些模块化家用空调设备@@制造公司采用@@ GaN 进行设计@@@@，将电源效率提高@@了@@ 5%。
Robert 表示@@：“从空调耗能的角度来看@@，这个数字意义重大@@，提高@@ 5% 的效率可以节省一大笔资金@@。能用@@ GaN 器件实现这点真是太棒了@@。”