面對各大企業環保意識的飆漲與落實,催化了氮化鎵(GaN)的誕生並迅速普及,讓這個第三代半導體,扮演了新世代節能政策舉足輕重的重要推手!尤其在各國高喊碳中和的同時, GaN是怎麼在碳排放量上帶來甚麼樣的影響呢?

 

近年來氣候災害不斷,去年11月在聯合國氣候峰會(COP26)所通過的《格拉斯哥氣候協定》,是與會各國首度要求減少燃煤的氣候協議,並紛紛宣示2030與2050 的淨零碳排目標,部分國家開始階段性落實,歐盟已敲板2023 年起開始試行「碳邊境調整機制(CBAM)」,各大指標科技企業也紛紛跟進,蘋果公司於2020年宣布,未來將不再附贈手機插頭後,三星在今年也跟進此策略。

 

縮減充電器尺寸 減少電能降低碳排放

知名IC大廠近期紛紛推出GaN技術的產品,期望未來能取代傳統矽材質,對於充電器來說, GaN除了更貼近現今大眾,對於科技產品充電速度的期待,不但能在短時間內處理高壓電流,提供大功率的電量,還能做到節能。

因為充電器本身可說是個計算機,可根據連接的設備,來判斷要輸送的電流量,以及其他與充電相關的事情。而GaN讓這個過程變得更快,以減少判斷時所需求電量,特別是在科技產品,常處於需要高頻率開關運作時,可以看出明顯的差異,達到節能的目地,減少碳排放量。

另外,不同於傳統充電器,為了滿足快充的要求,更並考慮到傳統充電器使用時,易產生的高溫問題,需要利用其他組件來解決這個問題,而加大了產品的尺寸,但是因為GaN有耐高功率電流的優勢,所以組件生成更少,也讓充電器更加輕巧且安全。

 

多國已公告碳標籤相關制度說明

各大跨國企業紛紛開始進行碳足跡的計畫,國際碳足跡的標準2018年已正式公佈,台灣第一階段以鼓勵廠商分析產品碳足跡為主,目的以能分析產品碳足跡,來了解產品在各階段產生的溫室氣體比例,經過環保署審查合格者,可獲得減碳標籤使用權,目前已有香港、韓國、法國、加拿大、日本、瑞士…等多個國家公告碳標籤相關制度,歐盟也將於2026開始執行實際徵收進口產品的碳關稅。

 

GaN製品將會成為未來高功率電力的主要材料

集邦諮詢(TrendForce)指出:氮化鎵(GaN)在快充電池市場具有相當大的發展潛力。預計第三代功率半導體的產值,將從2021 年的9.8 億美元、增長到2025 年的47.1 億美元—— 符合年增長率(CAGR)為48%,且預計到2025 年的時候,GaN 功率半導體市場規模可達到13.2 億美元。

 

雖然2018年就已經有初步的GaN製品,但是卻並不普及,主要是當時中3C產品的功能,並不需要太大功率的電力支援,但在科技快速的更迭,對於產品的功能以及外觀的要求越來越高,且消費者已經習慣了高速且便利的生活步調,高頻場景的氮化鎵(GaN)旗艦,其在手機/ 通訊設備、平板/ 筆記本電腦上具有相當大的應用前景。

中大功率電源IC供應商-通嘉科技高總經理表示:「氮化鎵(GaN)的應用逐漸普及化,通嘉也已經推出使用率最高的GaN技術 65W的晶片產品,在電源管理晶片開始有了新的發展方向,同時也做好了GaN技術在電源IC的全面規劃,特別是在新一代高效節能準諧振谷底切換脈寬調變(PWM Controller)控制器,與高度整合式(Combo) IC..等也將會在未來陸續推出,一步一步實現減少能源消耗,維護乾淨的地球的目標。」

 

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