??云計算、人工智能、物聯網等高計算領域的爆發式發展，對數據中心的計算、存儲、數據通信、光傳
輸等方面有了更高的需求。隨之而來，數據中心對電力的需求也愈發高漲，耗電量不斷攀升。在“雙碳”
目標的引領下，如何降低數據中心的耗電量和碳排放，成了各企業爭相突破的新方向。
??在后摩爾時代，以碳化硅和氮化鎵為代表的寬禁帶半導體，憑借其大幅降低電力傳輸中能源消耗的顯
著優勢，在數據中心中的作用逐漸放大，成為全球半導體行業的研究熱點。
??寬禁帶半導體將成數據中心節能小幫手
??有數據顯示，未來數十年內，數據中心的能源消耗將瘋漲。到2050年，數據中心所使用的能源預計將
占全球總消耗的14%，成為能源消耗大戶。
??寬禁帶半導體主要的市場在電力電子領域，在功率器件方面發揮重大作用。由于寬禁帶半導體在導通
損耗和開關損耗方面的卓越性能，可以大大降低電力電子的能耗。創道投資咨詢總經理步日欣表示，寬禁
帶功率器件在數據中心中的主要應用是服務器電源模塊，其耐高壓、耐高溫、低功耗等特性，可顯示出競
爭優勢。
??“寬禁帶半導體的出現將引導技術轉向新的高功率密度和高效率、高耐熱性能的解決方案，以減少導
通損耗和碳排放。在整個能源轉換鏈中，寬禁帶半導體的節能潛力可為實現長期的全球節能目標作出貢獻
。寬禁帶技術將推動電力電子器件提高效率和密度、縮小尺寸、減輕重量、降低總成本，因此將在數據中
心等應用場景中為能效提升作出貢獻?！庇w凌科技電源與傳感事業部大中華區應用市場總監程文濤指出。
??半導體行業專家池憲念對記者表示，在服務器電源中使用寬禁帶半導體功率器件，可以提升服務器電
源的功率密度和效率。此外，還可以整體上縮小數據中心的體積，降低數據中心整體建設成本，同時也更
加環保。
??碳化硅、氮化鎵各有節能方向
??目前，由于數據中心、新能源汽車等應用場景仍在高速成長，寬禁帶半導體的需求也將逐漸攀升。據
Yole預測，從2021年到2026年，碳化硅需求有望從10億美元增長至35億美元，氮化鎵需求從不到1億美
元有望增長至21億美元。
??在數據中心領域，碳化硅因為具有極小的反向恢復損耗，所以可以有效降低能耗。氮化鎵主要得益于
其柵極電容和輸出電容比硅更小，導通電阻較低，反向恢復電荷很小，因此開關損耗和導通損耗較低。
??碳化硅主要應用在服務器電源的PFC中，多采用碳化硅二極管替代硅二極管，碳化硅MODFET替代硅
MOSFET。氮化鎵主要應用在服務器電源的PFC和高壓DC/DC部分，用氮化鎵MOSFET替代硅MOSFET。
“根據不同的應用場景選用不同的方案，在AC/DC部分，當工作頻率高于200kHz，或者對輕載至半載效
率有要求時，則優先選用氮化鎵；而如果環境干擾比較大，則選擇碳化硅更合適。在DC/DC部分，在12~
48V工作電壓環境下，優先選用氮化鎵，而在高壓環境下，則選擇碳化硅更合適?！毙局\研究分析師張先
揚向記者介紹道。
??特別是在服務器電源的PFC中，碳化硅MOSFET具有的高頻特性，可以起到高效率、低功耗的效果，
提升服務器電源的功率密度和效率，縮小數據中心的體積，降低數據中心的建設成本。
??氮化鎵則在數據中心中的低電壓應用不斷提升。近幾年，氮化鎵技術一直在突破，所帶來的效率提升
，有助于數據中心降低成本，大幅降低電費。
??Yole預計，氮化鎵在數據中心中的滲透率會持續增加，越來越多的電源供應商已經在其系統中使用了
氮化鎵。
??羅姆半導體（北京）有限公司技術中心總經理水原德健表示，羅姆一直致力于在中等耐壓范圍具有出
色的高頻工作性能的氮化鎵器件的開發，旨在為各種應用提供更廣泛的電源解決方案。目前，已確立150V
耐壓GaN HEMT“GNE10xxTB系列 （GNE1040TB）”的量產體系，該系列產品非常適用于基站、數據中
心等工業設備和各種物聯網通信設備的電源電路。
??相較于碳化硅，全球晶圓代工龍頭企業臺積電更看好氮化鎵快充、輕薄、效率高的特性，臺積電研發資
深處長段孝勤曾表示，臺積電在化合物半導體領域專注在氮化鎵相關開發，歷經長期發展，氮化鎵已逐漸開
始被市場接受，預計未來10年將有更多應用場景。臺積電在氮化鎵的五個主要應用場景包含數據中心、快充
、太陽能電力轉換器、48V DC/DC以及電動車OBC/轉換器。
