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GaN功率半導體的2023預(yù)測

日期:2022-11-29 閱讀:681
核心提示:GaN Systems 對 2023 年做出了預(yù)測,涵蓋功率半導體的供應(yīng)鏈,以增加數(shù)據(jù)中心和電動汽車的可持續(xù)性法規(guī)。我們正處于功率 GaN 技

GaN Systems 對 2023 年做出了預(yù)測,涵蓋功率半導體的供應(yīng)鏈,以增加數(shù)據(jù)中心和電動汽車的可持續(xù)性法規(guī)。

“我們正處于功率 GaN 技術(shù)的轉(zhuǎn)折點,”該公司表示。

隨著電氣化大趨勢的強勁勢頭和越來越多的包含半導體的產(chǎn)品,經(jīng)濟的贏家和輸家將主要取決于那些能夠更好地管理其供應(yīng)鏈的人,這些供應(yīng)鏈不僅能夠為企業(yè)和消費者生產(chǎn)現(xiàn)有商品 - 而且在不久的將來創(chuàng)新之火。

供應(yīng)鏈提振

GaN Systems 預(yù)測,到 2023 年,全球半導體供應(yīng)鏈將致力于在工程設(shè)計和制造方面發(fā)展美國和歐洲的大量業(yè)務(wù)。

在美國,這意味著接受國家戰(zhàn)略半導體政策——而不是政治上的便利。CHIPS 和科學法案有望在未來四年內(nèi)促進美國半導體行業(yè)的地域多元化。以 527 億美元的贈款、貸款和稅收抵免形式存在的巨大經(jīng)濟實力將推動對設(shè)計、制造和制造設(shè)施的投資。大型芯片制造商在美國建造的每個新制造工廠將獲得高達 2.5 至 30 億美元的資金

為了加速下一代芯片的設(shè)計和生產(chǎn),《歐盟芯片法》中的廣泛投資計劃將側(cè)重于提高生產(chǎn)能力以及提高識別和應(yīng)對半導體供應(yīng)危機的能力。最重要的是,《歐盟芯片法》旨在加強歐洲的研究和技術(shù)領(lǐng)導地位,包括實現(xiàn)長期經(jīng)濟和社會目標所需的能力、能力和控制。

半導體封裝將在短期內(nèi)解決,在越南和印度增加工廠。很大一部分半導體晶圓制造將留在臺灣(68% 的半導體和 90% 的先進芯片)。隨著歐洲、加拿大和美國幾年來的制造擴張,這將繼續(xù)使半導體行業(yè)面臨區(qū)域“單一來源”的脆弱性。

可持續(xù)性

可持續(xù)性和盈利能力將是企業(yè)成功的雙重驅(qū)動力。例如,使用 GaN 半導體將通過提高數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)密度來增加收入,還有助于滿足產(chǎn)品和運營的可持續(xù)性指標。

大規(guī)模推廣可再生能源大規(guī)模收集、儲存和使用技術(shù)的壓力將會增加。按需太陽能發(fā)電系統(tǒng)將需要更節(jié)能的電源逆變器、DC-DC 轉(zhuǎn)換器和能量密集型存儲。

“在 2023 年及以后,我們預(yù)測 GaN 需求將自然加速,以確保更可持續(xù)的未來。GaN 功率半導體旨在通過利用高開關(guān)速度和低導通電阻來節(jié)約能源和使設(shè)備小型化,”它說。

數(shù)據(jù)中心

隨著數(shù)據(jù)中心每三到五年更新一次硬件,加上生效的歐盟生態(tài)設(shè)計 Lot 9 效率監(jiān)管要求,GaN 將有機會在機架式電源和服務(wù)器中的獨立冗余電源中取代硅. 這種使用 GaN 電源的服務(wù)器升級和服務(wù)器機架擴建將由英特爾和惠普等 OEM 的創(chuàng)新工作引領(lǐng) 更多服務(wù)器和機架電源公司將采用 GaN 并使 GaN 成為行業(yè)“標準” .

科技巨頭的新標準將加速電源向更高效率和更小外形尺寸的轉(zhuǎn)變。開放計算機項目 (OCP) 的 M-CRPS 標準將使服務(wù)器電源的尺寸減小 30%。傳統(tǒng)的硅 MOSFET 很難達到此標準,而 GaN 在這方面表現(xiàn)出色。此外,許多以超大規(guī)模計算為目標的 OCP 設(shè)計對非常高的能源效率的需求越來越大,而 GaN 最能提供這一特性。

對電源的需求將增加 GaN 的使用,以通過其較低的開關(guān)和傳導損耗特性來提高效率,并通過在比替代技術(shù)更高的頻率下工作來提高功率密度。體積更小、效率更高的基于 GaN 的電源可直接降低數(shù)據(jù)中心的電費,并間接降低冷卻系統(tǒng)成本。

電動汽車

2022-2023 年汽車平臺設(shè)計階段的高性能 GaN 解決方案將在 2025-2026 年成為主流,提供成本更低、能效更高的電源解決方案。

越來越多的原始設(shè)備制造商開始使用 GaN 進行生產(chǎn),這將在 2023 年加速。隨著更多 400V 系統(tǒng)設(shè)計的重要性上升以及用于 800V 系統(tǒng)的多級 GaN 解決方案得到驗證,GaN 半導體公司將開始看到他們在 EV 設(shè)計中的份額增加。該公司還指出競爭性碳化硅 (SiC) 技術(shù)正面臨持續(xù)的材料短缺、產(chǎn)量挑戰(zhàn)和成本問題,盡管這受到了 SiC 供應(yīng)商的挑戰(zhàn)。

消費類電子產(chǎn)品

從流行的 45W 和 65W 充電器到不斷增長的具有單端口和多端口變化的更高功率的 100-180W 充電器市場,GaN 已經(jīng)在消費類充電器設(shè)計中取得了重大進展

對于音頻,新的 D 類音頻系統(tǒng)設(shè)計將隨著 GaN 產(chǎn)品“構(gòu)建模塊”的采用而加速,這使各個市場的音頻系統(tǒng)設(shè)計人員能夠混合和匹配設(shè)計并最大限度地提高其特定應(yīng)用的性能。

家電、大屏幕電視、電動自行車和電動工具等新應(yīng)用領(lǐng)域的增長將源于公司對 GaN 在消費電子領(lǐng)域的主流地位和價值的認可,以及他們對基于 GaN 的系統(tǒng)設(shè)計的驗證。這些市場中的創(chuàng)新 GaN 驅(qū)動產(chǎn)品將在 2023-2024 年進入消費市場。

GaN Systems 首席執(zhí)行官 Jim Witham 表示:“隨著全球公司繼續(xù)面臨推動盈利能力和可持續(xù)性發(fā)展的壓力,GaN 技術(shù)變得更加重要。” “盡管過去三年全球經(jīng)濟和地緣政治面臨重大逆風,但 GaN 現(xiàn)在被公認為是一種廣泛采用的技術(shù),預(yù)計到 2027 年將達到 20 億美元,這主要得益于消費電子、汽車應(yīng)用、數(shù)據(jù)中心以及工業(yè)和電氣領(lǐng)域的使用不斷增加車輛。因此,公司將繼續(xù)加快提高能源效率的承諾,我們將看到盈利能力和可持續(xù)性推動 60 億美元的 GaN 增長。”

來源:半導體行業(yè)觀察

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