GaN+SiC=每年200亿美元的市场规模？

是的！众所周知，第三代半导体（以氮化镓GaN和碳化硅SiC为主），凭借在电子迁移率、功率密度、热稳定性等方面具有优异的性能，可以用于制造高效、高速、高温、高频的电子器件，成为了替代传统硅，为电力电子系统实现巨大跨越的理想材料。

而随着新能源、人工智能等技术的强势崛起，第三代半导体得天独厚的优势更加明显——移动电子、轨道交通、电动汽车、工业、太阳能、风能和储能领域大放异彩。

据新闻网获悉，接下来，让我们一同走进GaN+SiC所驱动的未来世界：

智能电网(Smart Grid)

可再生能源（例如风能和太阳能）逐步渗透到我们的电力传输和分配系统中，再加上智能电网时代的到来，高压直流（HVDC）传输逐渐成为主流，这推动了对高效和高功率密度电力电子变换器系统的需求。

太阳能(Solar)

太阳能逆变器能将太阳能面板所获得的的直流电（DC）转换为交流电（AC）并储存到电池中或转送至电网。效率、尺寸和可靠性，是保证最高的电力输送能力和实现最快的投资回报率的关键。

氮化镓功率芯片和碳化硅功率器件可提供更低的元件数量，更紧凑的电路拓扑和更良好的控制，降低总体冷却需求。有助于打造相较传统方案的体积缩小一半、重量更轻的太阳能逆变器，降低25%的成本并实现40%的节能，并提升太阳能设备安装的投资回报率（ROI）约10%。

对于300-500W线路功率的住宅太阳能应用，GaN是理想选择，而SiC的更高电压能力使其更适合商业太阳能安装中部署的kW+组串式逆变器。

电动汽车(Electric Vehicle)

车载充电机（OBCs）、DC-DC转换器和牵引电机作为电动汽车的电力“主心骨”，它们需要具备最高的效率和功率密度，以及极强的可靠性，同时成本还需要兼顾竞争力。

为实现以上目标，由GaN优化的乘用车400V电池系统以及针对商业800V电池及以上的先进SiC解决方案应运而生。

氮化镓功率芯片和碳化硅功率器件可实现快3倍的充电速度和70%的节能，进而使电动汽车的续航里程延长5%或电池成本降低5%。

打个比方，使用GaN技术可以将全球电动汽车的普及提速3年，并在2050年降低20%因道路交通所产生的二氧化碳排放量。

轨道交通及移动电子(Transportation and Mobile)

全球的交通运输行业正处于革命性的关键节点，并需要在日愈恶劣的气候环境下，提供环保、性价比高且坚固耐用的产品。

碳化硅（SiC）分立式功率器件的多样化组合，可提供较低的导通和开关损耗，以及优异的热性能管理，可用于轨交电机、轨交辅助电源等，从而实现更经济高效的交通系统，包括电动公共汽车、铁路和地铁牵引、车队和货运电力子系统。

而在移动电子领域，氮化镓功率芯片能在所有移动设备，包括手机、平板电脑和笔记本电脑的快速和超快速充电方案上实现革命性突破——在传统硅方案的1/2大小和重量的前提下，带来快3倍的充电速度，并实现高达40%的节能减耗。

工业(Industrial)

向变速驱动器（VSD）的升级可以提高效率和功率密度，同时降低能源消耗。高度集成的、高速的GaNFast功率芯片和GeneSiC功率器件可用于工业马达电机中，替换传统的硅功率器件，以实现更高的效率、更少的谐波、更低的听觉噪音并带来自主保护功能，同时提供尺寸最紧凑、成本更优的解决方案。

数据中心(Data Center)

超过40％的数据中心成本与电力（电力和制冷）有关。随着大数据、人工智能的兴起，数据中心的流量加速增长，传统硅方案的有效性和效率已触到“物理”瓶颈。

因此，数据中心架构师将目光转向宽禁带半导体——氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC），帮助他们在保持尽可能低的能源消耗的同时优化性能，同时使机柜的功率上升。

大规模量产、高度集成的GaNFast氮化镓功率芯片和GeneSiC功率器件的可靠性已经得到证实，可以实现高达10％的效率提升，从而实现每年高达19亿美元的成本缩减。

由此可见，在我们生活日常的方方面面，随处可见GaN和SiC的身影。未来，随着新型能源和节能环保事业的不断推进，第三代半导体其巨大的应用潜能，势必成为电源转换系统的不二之选。