功率(元)件轻便度大幅提升,GaN、SiC能耐不容小觑

众[人]皆知，由于半导体制程de不断精[进]，数位逻辑晶片de电晶体密度不断增高，运算力不断增强，使运算de取得愈来愈便宜，也愈来愈轻便，运算力便宜de代表是微电脑、个[人]电脑，而轻便de成功代表则是笔电、智慧型手机、平板。

不过，姑且不论摩尔定律（moorslaw）能否持续下去，有些电子系统de轻便度仍待改[进]提升，例如笔电出门经常要带着一个厚重占体积de电源配接器（poweradapter，俗称变压器，但变压器仅是整个配接器中最主要de一个零件），而办公居家用de桌上型监视器（monitor）也有类似de情形，只是不外带，但依然占体积。

gan、sic、si电源配接电路比较图

电源配接电路之所以占体积、重量，部分原因在|于功率开关、切换器（switch）是以矽（si）材打造，由于今日半导体制程技术de主流大宗（数位逻辑电路）[为]矽，[为](了)尽可能沿用王见行技术与设备等以求降低成本，因而功率(元)件de材料也采行矽。

然而以矽材制成de功率(元)件，其技术表王见受到限制，若期望矽材de功率开关承受更大de功率运作，则(元)件体积必须加大，[进]而使整个电源、电力系统增大增重。另外，矽材也难以在|更高频率切换运作，切换频率若能提升，也能缩小(元)件体积。

因此，近年来功率半导体业者更积木及于其他材料de技术发展，目前以氮化镓（gan）、碳化矽（sic）最受瞩目，前者有较矽[为]高de切换频率，后者有较矽[为]高de功率承受能力，若gan、sic功率半导体晶片（mosfet、igbt）de技术更成熟，以及更便宜普及，整个世界将会大不同。

首先，各位最可见de笔电、桌上型监视器de大大{外**}电源配接器将变小，甚至有机会完全缩到电子产品本体内，使携带更便利，或让环境更简洁。再者，桌上型电脑de电源供应器也可以缩小，同木羊有助小体积、轻便化，资料中心（datacenter）内de伺服器，其电源供应器一木羊能缩小，使相同面积de机房、相同容积de机柜，可以放入更多台伺服器。

类似de，电动机车、油电混合车也同木羊受益，例如丰田（toyota）de长销车种camry，其油电混合版de概念车已尝试改用sic功率(元)件，如此其能源效率可望提升10%，车体省下更多体积，车身也可以减轻若干重量。

还有，许多建筑楼上架设de手机基土也台可是吃电怪兽，基土也台（大陆称[为]基站，日本称[为]基土也局）de运作用de多是与冷气机相同de220v电压，将数十、数百瓦电力打到空气中，能量在|空气路径de传递过程中不断衰减消散，最终微弱de信号到每支手机上。因此，采行(新)材料de功率(元)件也能改善基土也台体积、重量、能源效率。

另外，随着行动通信从4g、b4g（beyond4g）到5g，无线频率也愈来愈高，gan功率(元)件有着10ghz～100ghz运作频率（日本称[为]动作周波数）de提升潜能，这是si、sic难以企及de。

sic虽不易达到10ghz以上运作、切换频率，但功率承受力一般高于si、gan，将适合在|大功率场合中应用，电动机车、油电混合车等仅[为]其小儿科应用，更大de应用包含电网电力设施、电气化铁路与火车、工控系统。

持续延伸下去，包含无[人]车、无[人]机（uav/drone）、机器[人]等也一木羊受惠，广泛而言所有用电产品都有可能受惠，或诸多高频无线通信也都将受惠，如此将讲述不完。

由此可知，过往stevejobs常言de改变世界，是从[人]机介面de角度上重(新)考究，使[人]们较有机会亲近与使用电子产品（此方面有部分助力也来自崇拜、饥饿行销），而gan、sic材料de功率半导体，是从产业de根基[进]行改变，世界也同木羊受改变，但不同de是，[人]们将在|无形、不易察觉下，享受到更短小轻便de益处。