Power Integrations發表2200V GaN技術 拓展高壓電力系統應用

Power Integrations（PI）宣布推出 2200 V PowiGaN 氮化鎵技術。該技術提升了商用 GaN 元件的電壓等級，使 GaN 技術可應用於過往主要由碳化矽（SiC）主導的高壓領域，提供相關系統在功率密度、效率與架構設計上的新選擇。

圖一 : Power Integrations資深技術經理Jason Yan

過去 GaN 元件因耐壓限制，在高電壓與大功率領域多採用切換頻率較低的 SiC；若採用多顆低壓 GaN 堆疊，則需在系統複雜度、尺寸與可靠度之間進行權衡。2200 V PowiGaN 能提供高壓系統所需的電壓安全餘裕，並支援高切換頻率運作。該技術採用 Cascode 架構（高壓 D-Mode GaN HEMT 搭配低壓矽 MOSFET），具備驅動架構明確、切換損耗較低等特性，進一步擴展了 GaN 在高壓環境的適用性。

隨著 AI 資料中心配電架構朝 1500 V 發展，以及電動車電池系統與 48 V 輔助電源電壓的調升，市場對高壓電源轉換的需求持續增加。目前 PI 的 1700 V 與 1250 V PowiGaN 已應用於 AI 資料中心之輔助電源與主電源系統，2200 V 技術則可進一步對應未來 1500 V AI 資料中心、百萬瓦（MW）級電動車快充、太陽能逆變器、儲能系統（BESS）及高壓直流輸電（HVDC）等應用情境。

研究機構 Yole Group 分析指出，AI 資料中心轉向高壓匯流排架構正在影響功率半導體市場佈局。2200 V PowiGaN 為單級式電源架構提供設計餘裕，預估至 2031 年，全球 GaN 功率元件市場規模將成長至 35 億美元，高壓應用的延伸將是市場成長的推動因素之一。