多重應用齊發 GaN功率半導體迎向成長轉捩點

作者 : GaN Systems

從地緣政治下全球半導體產業鏈動態、能源轉換效率革新趨勢等面向,展望2023年全球功率半導體產業發展態勢…

GaN Systems從地緣政治下全球半導體產業鏈動態、能源轉換效率革新趨勢等面向,展望2023年全球功率半導體產業發展態勢。電氣化(Electrification)、數位化(Digitalization)及淨零永續(Sustainability)三大全球趨勢將持續加速氮化鎵(GaN)功率半導體產業成長及應用落地。 氮化鎵穩定、耐高壓高溫的物理特性使其逐步在資料中心、電動車、工業製造及消費電子等「由能源驅動」的應用市場中嶄露頭角,成為解決矽基元件目前瓶頸的理想替代方案。然而面對大環境政經不確定性等逆風因素,供應鏈管理及多元佈局將成為功率半導體業者的決勝點——能鞏固現有客戶的交期,同時有餘力點燃創新之火,突破技術瓶頸。 地緣政治促使全球政府及業者擴大當地投資 GaN Systems全球執行長Jim Witham在接受富比士訪問時指出,如果半導體業者從過去18個月中學習到什麼,那就是風散風險不再單指產品組合的多樣性,更指「供應商組合」的多樣性。供應商多樣性除地域上的多元之外,企業也需認同供應商多元的價值,因為即使是規模較小的供應商也有可能為當下困境提供最及時的解套。 「作為一個在全球化的企業,我們樂見各國政府擴大投資當地半導體產業,為產業鏈多元化作長遠發展規劃發展,」GaN Systems亞洲區總經理Stephen Coates表示,「在近期的未來,我們會看到更多半導體廠在歐美及新興市場的投資計畫,但半導體產業生態系的合縱連橫絕對不是短期可以被複製或取代的。以台灣為營運總部的GaN Systems仍將持續深耕亞洲,與客戶及當地晶圓代工及先進封裝供應鏈夥伴緊密合作,加速氮化鎵功率半導體的商品化。」 能源獨立與脫碳挑戰加劇 各行業的電氣化及數位化造成能源需求急速攀升,即使近年再生能源發電成長有所突破,但仍遠不及全球的用電需求。當全球企業都將脫碳視為一項不僅是立即需採取的行動,更是長遠需達成的目標,能源轉換效率的革新便成為企業在永續跟獲利間取得雙贏的重要手段。GaN Systems認為氮化鎵功率半導體將在這場能源革命中扮演舉足輕重的角色,從減少能源轉換間的能量流失,開發更高功率但尺寸更小的儲能系統,最終全面提高再生能源發電使用效率,氮化鎵功率半導體將會是通往全球淨零轉型的捷徑。 碳排大戶資料中心將靠氮化鎵維持獲利並實現淨零 為因應日益龐大的數據資料,資料中心平均每3~5年需升級硬體設備以維持效能,歐盟針對伺服器、數據儲存等產品能源效率通過ErP 環保設計指令Lot 9,開放運算計畫(OCP)重新定義資料中心電源供應器尺寸——較原先縮小30%,「接下來我們將看到有更多雲端巨頭資料中心導入氮化鎵功率半導體,以實現更高效率的電源管理,」GaN Systems市場開發副總經理莊淵棋表示,氮化鎵功率元件更快的開關速度、更高的導電性及將幫助資料中心減少在電源轉換和電路分配上熱能產生,進而減少複雜冷卻解決方案的需求。採用氮化鎵技術,每10組伺服器機架每年約能增加300萬美元的利潤。 氮化鎵功率半導體進入電動車市場甜蜜點 汽車棄油轉電政策、地域衝突下的能源風險、全球減碳目標確立等因素並行下,電動車市場成長幅度將更為急遽。展望2023年,碳化矽功率元件的發展將受限缺料、良率及高居不下的成本,「反觀氮化鎵車用功率元件,雖目前仍處開發階段,但市場將在2025~2026年開始發酵,氮化鎵技術將滿足Tier 1車廠對車用元件在效能、可靠度、成本及產能上的要求,」莊淵棋補充。目前氮化鎵在電力系統的應用仍以400V為主流,但800V電力系統也將在不同應用層面通過認證。 氮化鎵功率半導體技術將持續在消費市場商品化 從主流45W及65W到100W~180W的單孔或多孔氮化鎵充電器將在明年持續重寫消費者對快充的定義。氮化鎵功率元件也將持續以更輕小的外型、更卓越的音質滲透家用、汽車、船舶等不同音訊市場,同時在家用電器、大螢幕電視、電動腳踏車、電動工具等新興應用機會也將浮現。 Coates總結,不畏大環境政經等逆風因素影響,全球氮化鎵功率半導體市場將在消費電子、車用、資料中心、工業製造等應用驅動下,於2027年達到20億美元市值,而全球企業對獲利及永續的承諾也將持續為氮化鎵功率半導體產業添加成長動能。        

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