隨著AI芯片與算力平臺的迭代，數(shù)據(jù)中心的能耗正迎來指數(shù)級的挑戰(zhàn)。面對百萬瓦（MW）級別的瞬態(tài)負(fù)載與功率波動，傳統(tǒng)以硅（Si）為基礎(chǔ)的電源技術(shù)已逐漸觸及物理極限。
目前英飛凌、安森美、臺達(dá)、光寶、華為數(shù)字能源、匯川技術(shù)等海內(nèi)外行業(yè)龍頭均已完成氮化鎵電源技術(shù)布局并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品落地，麥格米特等本土廠商也持續(xù)跟進(jìn)技術(shù)迭代與成果展示。
1、性能優(yōu)勢突出，適配高端設(shè)備供電需求
相較于傳統(tǒng)硅基方案，氮化鎵憑借優(yōu)異的半導(dǎo)體物理特性，有效解決傳統(tǒng)電源效率低、體積大、高頻性能受限等行業(yè)痛點(diǎn)，目前已在服務(wù)器電源、工業(yè)電源、高端顯示電源、車載電源等場景實(shí)現(xiàn)規(guī)模化商用。
氮化鎵屬于寬禁帶半導(dǎo)體材料，擊穿電場強(qiáng)度、飽和電子漂移速度均顯著優(yōu)于硅材料，器件開關(guān)速度較傳統(tǒng)硅MOSFET提升5至10倍，可支持兆赫茲級高頻工作，大幅降低開關(guān)損耗。
據(jù)行業(yè)資料顯示，在實(shí)際產(chǎn)品應(yīng)用中，氮化鎵電源整體損耗可降低60%以上，整機(jī)轉(zhuǎn)換效率普遍突破96%至98%，同時(shí)高頻特性可大幅縮減變壓器、電感等無源器件體積，讓電源整機(jī)體積、重量下降30%至50%，完美適配AI服務(wù)器高密度供電、數(shù)據(jù)中心節(jié)能降耗、高端設(shè)備小型化集成的行業(yè)需求。
2、全球廠商集體押注，氮化鎵電源進(jìn)入落地高峰期
受益于技術(shù)成熟度提升與成本下行，國內(nèi)外頭部電源設(shè)備企業(yè)、功率半導(dǎo)體廠商已相繼落地氮化鎵電源相關(guān)技術(shù)與產(chǎn)品布局。
英飛凌在其發(fā)布的官方技術(shù)白皮書中宣布，其GaN產(chǎn)品組合已全面擴(kuò)大至50多款，實(shí)現(xiàn)了40V到700V的全電壓段覆蓋。英飛凌重點(diǎn)推出了新一代CoolGaN? Transistor 650V G5系列，成功將導(dǎo)通損耗與開關(guān)損耗的品質(zhì)因數(shù)（FoM）提升了 30%~40%。
圖片來源：英飛凌白皮書
安森美的GaNEXUS?氮化鎵產(chǎn)品組合專門針對AI數(shù)據(jù)中心、工業(yè)自動化高可靠電源場景開發(fā)，實(shí)現(xiàn)高頻率、高效率的穩(wěn)定運(yùn)行。
臺達(dá)早在2022年便與羅姆半導(dǎo)體達(dá)成氮化鎵器件戰(zhàn)略合作，聯(lián)合開發(fā)適配多場景的600V高壓GaN功率器件，同時(shí)依托其子公司碇基半導(dǎo)體的GaN產(chǎn)品，落地AI數(shù)據(jù)中心800V高壓直流電源方案，是英偉達(dá)生態(tài)核心電源供應(yīng)商。
光寶科技聚焦算力基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域，官方持續(xù)迭代基于氮化鎵技術(shù)的服務(wù)器電源模塊，主打高功率密度、高能效特性，適配AI集群大規(guī)模供電需求。
在NVIDIA GTC 2026大會上，光寶科技攜手云達(dá)科技（QCT）聯(lián)合展示了專為英偉達(dá)下一代AI平臺（如NVL72架構(gòu)）量身定制的110kW（千瓦）全機(jī)柜級電源系統(tǒng)（Power Shelf）。該系統(tǒng)通過深度集成高頻率、高密度的GaN元器件，實(shí)現(xiàn)了智能負(fù)載均衡與極高的功率流調(diào)控。
華為數(shù)字能源官方推出多款氮化鎵工業(yè)電源、數(shù)據(jù)中心UPS及車載電源產(chǎn)品，依托GaN高頻高效特性，實(shí)現(xiàn)設(shè)備能耗與體積雙優(yōu)化，廣泛應(yīng)用于算力中心、新能源場景。
匯川技術(shù)則立足工業(yè)與新能源賽道，官方落地高壓氮化鎵電源及電控配套方案，將GaN器件應(yīng)用于工業(yè)伺服電源、新能源電控供電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高端工業(yè)電源的技術(shù)升級與國產(chǎn)化落地。
國內(nèi)知名電源解決方案服務(wù)商#麥格米特 也官宣跟進(jìn)落地展示應(yīng)用成果。公司將在行業(yè)展會集中展示自研的第三代半導(dǎo)體氮化鎵電源產(chǎn)品，覆蓋高端顯示、工業(yè)及算力配套電源等應(yīng)用場景。
國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈方面也接連落地。英諾賽科8英寸硅基氮化鎵產(chǎn)線已實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定量產(chǎn)，全電壓平臺器件廣泛配套國內(nèi)頭部電源廠商。此外，英諾賽科聯(lián)合Allegro推出4.2kW全氮化鎵AI電源參考設(shè)計(jì)，進(jìn)一步降低數(shù)據(jù)中心高端電源的開發(fā)周期與落地門檻。
華潤微電子旗下潤新微電子推出的第四代D-mode GaN系列新品，憑借低導(dǎo)通損耗、高功率密度、寬電壓適配范圍等優(yōu)勢，已成功進(jìn)入AI服務(wù)器電源、高端工業(yè)電源等市場，并與相關(guān)領(lǐng)域的頭部客戶建立合作。
納微半導(dǎo)體在2026年COMPUTEX展會上，正式展出適配英偉達(dá)新一代機(jī)架系統(tǒng)的800V轉(zhuǎn)6V氮化鎵電源分配板方案，專為高端AI集群高密度、高效率供電場景定制開發(fā)。
3、結(jié)語
隨著AI算力建設(shè)、新能源產(chǎn)業(yè)持續(xù)擴(kuò)容，高端電源的國產(chǎn)替代與技術(shù)升級需求持續(xù)釋放。氮化鎵技術(shù)的普及，正推動電源行業(yè)從傳統(tǒng)硅基時(shí)代，邁入高效、小型化、低能耗的第三代半導(dǎo)體全新發(fā)展階段，成為電力電子產(chǎn)業(yè)升級的核心驅(qū)動力。
（集邦化合物半導(dǎo)體 林曉 整理）
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