硝酸鎵（GaN）最早呈此刻汽車制造商的研究清單中，GaN可以或許為自動駕駛汽車帶來更好的視野，并帶來更好的加強現實體驗。厥后人們發明它還可以極大地提高數據中心的能源效率。將功率轉換芯片中的硅這種半導體質料換成硝酸鎵（GaN），有望研制出極其小巧、極其節能的器件，并且開關速度快得多。

從IT全球成長形勢來看，網絡需要配備GPU成果更強大的計較機。這些呆板需要強大的功率，而安排它們的數據中心必需針對高功率密度而設計， 主機上的GaN功率轉換器有望大幅度晉升能源效率，這意味著更強大的計較本領可以塞入到單個數據中心機柜中，從而讓這項技能吸引數據中心規模的一大批公司，從硬件供給鏈上的廠商到超大局限云平臺運營商，紛歧而足。

將功率轉換損耗淘汰一半

德州儀器是世界上最大的半導體公司之一，其產物線司理Steven Tom暗示，假如利用GaN器件而不是硅，美國云服務器 江西電信服務器，“可以將功率損耗淘汰一半。我們認為，GaN完全有望改變游戲法則。我們對這項技能很是看好；它其實做到了硅技能做不到的工作。”。德州儀器即將針對數據中心市場推出的一款產物把兩個EPC GaN晶體管及其他部件歸并成單塊功率轉換芯片。

總部位于加州埃爾塞貢多的Efficient Power Conversion（EPC）一向是功率轉換市場GaN芯片背后的一股主要氣力。Alex Lidow是該公司的兩位首創人之一，他大概是GaN最著名、最狂熱的布道師。此刻他也主張用GaN晶體管裁減那些硅MOSFET.

超大局限云公司涉足GaN

托管在大型數據中心中的大局限平臺的運營商――據Lidow聲稱這些公司包羅Facebook、谷歌和甲骨文，一直在購置GaN芯片，并探究這項技能，不外它們還沒有將該芯片大局限地做入到本身的處事器中。他暗示，人工智能和云計較正使數據中心的功率密度成為這些公司存眷的一個緊要問題，而基于GaN的功率轉換是一種潛在的辦理步伐。

基于硅的處事器功率轉換器件（左）與基于GaN的功率轉換器件（右）。

較小器件上的藍色芯片是EPC的GaN晶體管。

競賽GaN規模的并非只有EPC和德州儀器這兩家。它們的競爭敵手包羅Transphorm，總部位于加州戈利塔的這家GaN功率轉換芯片出產商已吸引了來自谷歌創投、凱鵬華盈和Byers等知名投資者數億美元的資金資入。另一個例子是Macom，總部位于馬薩諸塞州洛厄爾的這家半導體公司三年前收購了Nitronex，后者是最早投產硅基GaN的公司之一。

“切合類型的波形”

半導體行業人士恒久來就知道，在GaN和硅之間，GaN是更好的半導體質料，因為GaN華夏子之間的化學鍵比硅華夏子之間的化學鍵更強勁，所以可以使元件極其緊湊地挨在一起，又不失去對電子流的節制。

與硅對比，GaN為電源內部的電波形淘汰了不需要的缺陷。Tom說：“在電源中，要害是建造完美的方波。”阻止那些完美方波形成的是耗散：討厭的環形、過沖、下沖，所有這些能量都在板上輪回。利用GaN芯片，“我們就能建造出切合劃定的波形。”

改造不只僅歸功于把硅晶體管換成GaN晶體管，器件還需要完全從頭設計。德州儀器的新器件淘汰了能量從進入點到目標地之間需要經驗的轉換步調的數量。交換電輸入、斷絕、中間總線轉換器和負載點轉換器等步調（這每個步調城市帶來必然的功率損耗）淘汰到兩個步調：在每個負載點從48伏直流電轉換成12伏直流電，從12伏轉換成1伏。Tom表明：“由于器件特性，你在這個轉換進程中可以得到同樣或更好的機能。”

從甲殼蟲到法拉利

GaN將顛覆年產值300億美元的功率轉換行業的很大一部門，對此Lidow絕不猜疑。 他說：“就像太陽一定升起一樣，GaN也一定會代替功率轉換系統中的硅。”然而，不太大概代替邏輯半導體（CPU和GPU）中的硅。“有這個大概，但不確定。”

他看到本日GaN的獨一缺點就是對它缺乏相識。“它在用戶群方面不如硅。”Lidow暗示，之前基礎沒有呈現過在本錢和機能方面比硅精彩得多的質料，從一種質料換成另一種質料就比如從一輛舊的公共甲殼蟲換成法拉利，這個轉變不免會讓駕駛員面對進修曲線。