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- 人工智慧(AI)及永續議題加速氮化鎵(GaN)電源發展腳步
隨著AI浪潮興起，資料中心的運算設備規格效能提升，所需的電源功率亦隨之增加，雖然單台伺服器的電源供應器數量由1條至2條，提升至6條的配置，但單台電源供應器規格仍須提升至高於3千瓦的水準，才能確保設備運作的穩定性，而未來在核心運算晶片的世代演進後，預期所需配套的電源供應器需要再度升級，但由於機櫃內部設計空間有限，電源廠便需再度提升功率密度才能滿足伺服器佈建需求，而廠商不僅可持續精進零組件的空間設計外，尋找替代材料亦為可行的解決方案之一。
此外，隨著永續議題的推行及能源價格的攀升，雲端服務商對於資料中心的能源利用效率越發重視，根據現有的能源傳輸路徑判斷，資料中心電力的使用效率不及8成，若全數節點皆可改用更高效的元件，並全程利用直流電(DC)電源，便可大幅減少能源損耗；因此，在整體環境帶動下，臺廠皆紛紛與國際第3代半導體大廠進行合作，於今年推出採用GaN的電源產品，期望能進一步提升產品的附加價值，搶占其中商機。但對於臺灣第3代半導體供應鏈來說，由於終端產品市場仍未成熟，客戶仍多選擇與國際大廠率先合作以確保產品的品質，臺廠僅能與中小型企業進行合作研發，故在此階段，相關應用所能帶來的獲利有限。
相較於傳統的矽晶元件，GaN屬於寬帶隙(WBG)材料，具備低導通電阻所帶來的高電子遷移率及高崩潰電壓耐受力等特性，並擁有高穩定性、耐高溫、高壓等優勢，若使用其作為功率元件，將可在不同運作條件下，提升元件約1%至3%的能源轉換效率，並且因其高頻及高效特性，將能減少約6成的被動元件使用數量及散熱元件的採用程度，進而縮減電源產品的體積，較適合應用在電源效率或高壓、高頻等運作需求較高的市場。
相對於矽晶圓的成熟製程，氮化鎵（GaN）晶圓的生產成本仍然偏高，而供應商為加速商用化的推行，現行的GaN電源產品多採用氮化鎵上矽（GaN on Si）的異質磊晶結構作為主要元件架構，雖然能有效減少應用成本，但由於其結構的不穩定性，在高功率的運作環境下，將會縮短元件壽命，並有故障的潛在風險，因此目前相關解決方案應用，僅限於包含3C產品、工業及家電、燃油車及電動車電力等低功率操作環境，若供應鏈計畫拓展應用至資料中心、電動車用零組件及航天設備等中高功率的市場，研發同質磊晶結構(GaN on GaN)仍為必須發展的方向。
對於雲端服務業者來說，從節能及設計空間有限的方面考量，採用GaN電源雖為性能匹配的良好解決方案，但因GaN製程成本較高，因此，目前GaN還無法成為主流的電源技術，隨著AI電源需求飆升，電源廠已加速與供應鏈及客戶合作發展GaN電源，預期在未來運算晶片持續演進下，可商用化的GaN電源將可成為主流技術。