服务器电源：数据中心的能效革新

在数据中心，服务器的电源效率一直是业界关注的重点。以 Google、亚马逊(Amazon)、微软(Microsoft)等为代表的系统业者，过去普遍采用 12V 的电源架构，但为了提升电源使用效率、降低损耗以节省电费成本，如今纷纷转向 48V 的电源设计架构。GaN 器件具备高开关速度、低损耗的特性，恰好成为解决这一问题的首要选择。例如，台达作为全球最大的服务器电源供应商，市占率近 5 成，其服务器电源的功率密度在过去 10 年里由 33.7W/in3 上升至 100.3W/in3，功率等级也从较低水平发展到了 3.2kW 甚至 5.5kW，而下一代预计将达到 8kW 以上。在这一进阶过程中，GaN 技术发挥了重要作用。

英飞凌指出，将液冷技术与 GaN 相结合，在较低结温下具有明显的优势，为数据中心提供了巨大的机会，可以最大程度地提高效率，满足不断增长的电力需求，并克服服务器发热量不断增加所带来的挑战。为了应对更高端的 AI 运算，服务器电源的效能、功率密度必须进一步提高，GaN 已成为关键解决技术之一。AI 服务器对电源转换的需求倍速增长，这无疑为 GaN 在服务器电源领域的应用提供了更为广阔的空间。以英伟达 GPU 产品为例，一年前其功率密度是 300W，在今年达到 800W，下一年预计将达到 1700W，如此迅猛的功率密度提升，使得 GaN 的优势愈发凸显，众多科技巨头如微软、亚马逊、Meta、谷歌等的 AI 服务器中的 DC - DC 转换器都开始搭载 GaN 电源转换产品。

电动车(EV)：性能提升的关键助力

GaN 能提供更低的开关损耗、更快的开关速度、更高的功率密度以及更佳的热预算，进而提高电动汽车的功率输出和效能，且降低了重量和成本。因此，GaN 已逐渐被导入至电动车组件之中，如 DC - DC 转换器、车载充电器(OBC)等。GaN 器件拥有比传统硅器件更高的导电性和更高的开关频率，能够大幅减少逆变器的功率损失。与使用硅作为等效产品相比，采用 GaN 作为电动汽车逆变器可以在一定程度上减小尺寸、减轻重量以及缩减功耗。

第一个符合汽车 AEC - Q101 标准的功率 GaN 产品在 2017 年由 Transphorm(现 Renesas - 瑞萨电子)发布，截至目前，已有多家厂商推出丰富的汽车级产品。虽然 GaN 进入 Inverter、OBC 等动力系统组件还面临着多个技术问题，但在英飞凌、瑞萨等汽车芯片大厂的持续投资推动下，GaN 在提升电动汽车性能方面的潜力巨大。例如，2024 年已有厂商发布 11kW/800V GaN OBC 方案，凭借其在 650V 以下区间的高开关频率和小尺寸优势，成为高集成、高功率密度车载电源的重要候选。随着 GaN 技术在电动车领域的不断应用和发展，其将为电动汽车性能的提升带来更多的可能性，从充电效率的提高到续航里程的增加，都有望实现质的飞跃。

无线充电：便捷充电的技术支撑

GaN 组件具有高开关速度、低损耗、小体积等优点，可满足大功率、小体积的无线传输研发需求。捷佳科技股份有限公司总经理舒中和透露，现今各种应用市场对功率的需求只会越来越大，而 GaN 在此过程中发挥着不可或缺的作用，无线充电已成为推动 GaN 快速成长的主要应用市场之一。

在手机等小功率移动设备领域，由于成本问题，GaN 短时间内难以大规模应用于无线快充。但在电动车、机器人等中大功率场景，GaN 技术则大有用武之地。国家标准化管理委员会发布电动汽车无线充电 4 项国家标准，标志着我国电动汽车无线充电从技术研发、工程示范向产业化进程迈出关键一步。意大利无线设备制造商 Eggtronic 推出了基于 GaN 的电动汽车无线充电技术，无需电源适配器，可在高达 300W 功率和 40mm 距离下实现高达 95% 的充电效率，其采用的混合无线交流电源专利技术 E2WATT，内部 GaN 技术由纳微半导体提供，将单片集成模拟驱动电路和数字逻辑电路集成在同一芯片上，额定频率为 2MHz，大大减少快充系统尺寸和功率转换成本。随着无线充电在各领域逐步普及，GaN 技术将凭借其独特优势，为无线充电技术的发展提供强大的技术支撑，推动无线充电从概念逐步走向大规模应用。

服务器电源、电动车以及无线充电这三大市场，正凭借各自对高效、节能、小体积等性能的追求，成为 GaN 技术快速发展的强大驱动力。随着技术的不断进步和成本的逐渐降低，GaN 有望在更多领域得到广泛应用，为电子行业的发展带来更多的创新和变革，在未来的科技发展蓝图中描绘出浓墨重彩的一笔。