数字电源遭哄抢，各芯片大佬都怎么说

用开发也须加快脚步；其中，氮化镓(GaN)MOSFET应用正渐露锋芒。

提高数位电源功率密度　GaN MOSFET应用受瞩目

为提升数位电源系统单位功率密度，包括德州仪器等电源晶片大厂已全力投入GaN MOSFET的应用效能研究。现阶段，GaN MOSFET在功耗、导通电阻及电源转换效率等方面，表现皆已可超越传统MOSFET方案，但要大量商用仍须克服制程及成本等问题。

图4　德州仪器半导体行销现场应用经理曾生元预测，GaN MOSFET的应用将是未来数位电源领域的研究发展方向。

德州仪器半导体行销现场应用经理曾生元(图4)表示，数位电源系统的效率都已推进到极致，如今业界所追求的是单位功率密度的提升。也就是在提供相同功率的前提下，如何缩小尺寸面积；或者是在相同尺寸面积之下，如何让功率表现更好。

曾生元进一步指出，要提升数位电源系统功率密度的最大关键，在于提高脉冲宽度调变(PWM)的切换频率。目前，市面上PWM的切换频率几乎在150kHz以下，普遍约介于50k?120kHz之间；而业界对于未来数位电源系统的期待，则是希望PWM的切换频率能达到500kHz，甚至是更高的水准。 不过，要提高PWM切换频率，首先须解决电磁干扰(EMI)问题，同时亦须改善周边功率元件的效能，使其能辅佐PWM并与之搭配；而MOSFET的选用即是个中关键。也因此，业界正积极投入研究GaN MOSFET的应用开发，期能藉此拉高PWM的切换频率，以进一步提高数位电源系统功率密度。 事实上，矽制程的MOSFET发展已有30年之久，开始迈入性能成长的停滞期。为满足市场对于更高功率MOSFET的期待，产官学界已开始投入GaN功率元件开发。如今，GaN MOSFET在功耗、驱动电流、导通电阻、起始电压、电源转换效率等方面，都已被证实能超越传统的MOSFET技术。

不过，曾生元指出，GaN MOSFET仍有它发展的局限性，主因在于其采用的是全新制程，还未大量商用化，目前也并未被市场大量采用。许多新的GaN MOSFET应用效能研究还处于先期尝试阶段，包括数位电源系统亦然；若真的将产品推到商业市场，也还会遇到成本过高的桎梏，恐将不利于本就因成本问题而无法快速拓展应用市场的数位电源发展。

尽管如此，曾生元仍然认为，在数位电源系统中采用GaN MOSFET将是未来清晰可见的研究方向，因此包括德州仪器等电源晶片大厂，都早已投入研发资源积极探究其未来发展的可行性。

由以上探讨不难看出，电源晶片商对数位电源方案的发展前景皆相当乐观，并已积极厚实软体和硬体产品阵容，甚至着手投入新一代GaN功率元件研发，期迎合电子产品节能减碳设计风潮，搭上绿色电子商机。