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從如同磚塊般的手機到笨重的電視機，電源供應(yīng)器曾在電子產(chǎn)品中占據(jù)相當(dāng)大的空間，而市場對于高功率密度的需求也正日益增高。
過去硅 (silicon)電源技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新曾大幅縮減產(chǎn)品尺寸，但卻難有更進一步的突破。在現(xiàn)今的尺寸規(guī)格下，硅材料已無法在所需的頻率下輸出更高的功率。對于未來的5G無線網(wǎng)絡(luò)、機器人，以及再生能源至數(shù)據(jù)中心技術(shù)，功率將是關(guān)鍵的影響因素。
德州儀器產(chǎn)品經(jīng)理Masoud Beheshti表示：“工程師目前已經(jīng)發(fā)展到極限，他們無法在現(xiàn)有空間內(nèi)持續(xù)提高功率，卻又不增加裝置所需的空間。因此，如果無法改變系統(tǒng)尺寸，功率密度將是唯一可以改變的因素�！�
GaN的時代
GaN可以在電源應(yīng)用中提供更高的頻率與效率，并可在僅有硅材料一半空間與功耗的條件下輸出同等的功率。如此一來，不僅可以提高功率密度，更可以協(xié)助客戶在不增加設(shè)計空間的同時滿足更高的功率需求。
更高的開關(guān)頻率代表GaN可以一次轉(zhuǎn)換更大范圍的功率，進而減少復(fù)雜裝置中的電源轉(zhuǎn)換。由于每次電源轉(zhuǎn)換都會產(chǎn)生新的功耗，這對于很逐漸成長的高壓應(yīng)用而言是一項關(guān)鍵的優(yōu)勢。
具備60年發(fā)展歷史的硅材料雖然并不會在一夕之間被取代，但經(jīng)過多年的研究、實際驗證和可靠度測試，GaN被視為是解決功率密度問題的最佳技術(shù)。德州儀器已在高于硅材料的工作溫度與電壓下，對GaN裝置進行了2000萬小時的加速可靠度測試。在此測試時間內(nèi)，遠程飛行世界紀(jì)錄保持者GlobalFlyer可繞地球飛行259,740次。
Masoud進一步表示：“我們相信GaN處理、技術(shù)和裝置完全符合資格，而且已經(jīng)具備大量生產(chǎn)的條件�！�
德州儀器正與聯(lián)合電子裝置工程委員會（Joint Electron Device Engineering Council，JEDEC）分享了GaN資格協(xié)定，并將負責(zé)其GaN資格認證委員會。
GaN的未來發(fā)展
德州儀器產(chǎn)品營銷工程師Arianna Rajabi指出：“目前德州儀器已經(jīng)完成了GaN的封裝和測試，對于功率密度為優(yōu)先考慮要素的客戶而言，將多了一項嶄新且可靠的選擇�！�
在一些功率密度為優(yōu)先考慮特性的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)，GaN已經(jīng)開始代替硅材料。適合大量生產(chǎn)GaN電源供應(yīng)器的主流產(chǎn)業(yè)包括：
制造業(yè)
實際上，現(xiàn)今典型的機械手臂并未整合其工作所需的所有電子零組件。由于電源轉(zhuǎn)換和馬達驅(qū)動等零組件的尺寸過大且效率較低，導(dǎo)致它們通常安裝于分開獨立的機柜中，再利用長距離的纜線連接至機械手臂，這便使得工業(yè)機器人單位立方公尺的生產(chǎn)效率降低。藉由GaN技術(shù)，即可更簡易地將馬達和電源轉(zhuǎn)換器等整合到機器人中。如此便可以簡化設(shè)計、減少復(fù)雜的纜線并降低營運成本。
數(shù)據(jù)中心
隨著市場對數(shù)字化服務(wù)需求的提升，數(shù)據(jù)中心正在經(jīng)歷一場變革，轉(zhuǎn)而采用48V直流電源直接供電。傳統(tǒng)的硅電源轉(zhuǎn)換模塊無法有效地將48V電壓一次轉(zhuǎn)換為大多數(shù)運算硬設(shè)備所要求的低電壓，而中間轉(zhuǎn)換過程則會降低數(shù)據(jù)中心的電源效率。 GaN可以在電源輸送至服務(wù)器與芯片之前，將電壓從48V降低至負載點 (point-of-load)電壓，進而大幅降低配電損耗并減少轉(zhuǎn)換損耗達30%。
無線服務(wù)
有鑒于大范圍的5G行動網(wǎng)絡(luò)覆蓋要求網(wǎng)絡(luò)營運商建置更高功率與工作頻率的設(shè)備，但因營運商不希望提高基地臺設(shè)備的尺寸，GaN的高功率密度優(yōu)勢將可以滿足他們的需求。
再生能源
再生能源的產(chǎn)生和儲存也必須進行轉(zhuǎn)換，因此GaN的效率優(yōu)勢成為關(guān)鍵。在再生能源計劃中，通常以智能電網(wǎng)的方式儲存能源以提供未來使用。如果可以在風(fēng)力發(fā)電機靜止時或太陽能板不再吸收陽光時，能更有效地轉(zhuǎn)換大功率電池的電力輸入和輸出，這將成為一項非常顯著的優(yōu)勢。德州儀器與其合作伙伴已證實GaN能夠以99%的高效率轉(zhuǎn)換10kW的再生能源，這對于電力公用事業(yè)市場來說是一個極為出色的效率基準(zhǔn)。
未來，GaN將繼續(xù)擴展至消費性電子產(chǎn)品等應(yīng)用，打造更輕薄的平板顯示，并減少可充電裝置的能源浪費。
Masoud補充強調(diào)：“如果您只想要提升3%或4%的性能，您可以采用其它方法來實現(xiàn)，但若您希望達到雙倍的功率密度，那么GaN將是您的唯一選擇�！�
查詢進一步信息，請訪問官方網(wǎng)站 http://www.ti.com.tw/news/newsdetail.asp?scid=11292018。（Lisa WU, 365PR Newswire）
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