新型半导体技术可为人工智能提供动力

原创 Omdia 2024-04-22 14:39

引言

为工业、汽车、计算机和消费设备提供动力的功率半导体并不像其他半导体那样广为人知。然而,它们约占半导体总收入的 10%,是一个价值 300 亿美元的市场。

 

功率半导体,尤其是宽禁带半导体,对于全球努力实现可持续发展目标至关重要。与其他芯片相比,宽禁带器件可以在更高的电压、频率和温度下工作,从而提高器件的效率。碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)这两种材料尤为重要。这两种材料并不新鲜,但迄今为止,对它们的需求一直受到成本,产能以及可靠性的担忧。


不过,这种情况正在开始改变。越来越多的碳化硅和氮化镓半导体被应用于风力涡轮机、光伏逆变器、电机驱动器以及新能源汽车等设备中。目前,它们的市场增长速度远远超过硅功率半导体的市场增长速度。我们预计其收入将继续增长,从 2022 年占功率半导体市场的 3% 增长到 2027 年的 13.1%。


Source: Omdia


效率需求推动增长


随着各国努力实现能源安全,以及各行各业寻求提高能源效率和实现碳减排目标,提高效率的动力将继续存在。许多行业将面临进一步的压力,要求将能源消耗降至最低。这其中就包括数据中心,数据中心已经是能源密集型行业,随着人工智能(AI)的发展,数据中心的能源密集度可能会更高。 

 

人工智能需要强大的计算能力,而高性能数据中心的运营商则希望他们的设施能够高效地运行,这样他们的能源成本和能源足迹就不会过多。电源是实现这一目标的关键,而宽禁带半导体,特别是氮化镓,可以帮助运营商在三个方面节省成本:能源损耗、数据中心的冷却成本以及服务器所需的空间。


数据中心使用大量能源,但它们的工作电压并不高,这意味着常用于笔记本电脑、平板电脑和手机充电器等设备的氮化镓(GaN)半导体可能比针对电力传输和汽车等行业进行优化的碳化硅(SiC)半导体具有更大的优势。

 

氮化镓器件可在主服务器电源中更高效地运行,从而减少数据中心的能量损耗。基于氮化镓的解决方案可实现出色的导通电阻和高开关速度,从而大大降低能量损耗。这不仅降低了服务器机架的能源需求,还减少了对数据中心冷却系统的需求。 

 

能源损耗和冷却需求的减少意味着能耗的降低。功率半导体公司英飞凌正在投资氮化镓技术,并于去年年底完成了对氮化镓系统公司的收购。英飞凌认为,如果运营商将硅电源转换为基于氮化镓的电源装置,数据中心的能耗可减少 10%。该公司还表示,如果所有数据中心都改用氮化镓技术,每年可节省 20TWh 的能源。


节省空间


最后,氮化镓的使用使制造商能够缩小电源的尺寸。在数据中心,空间的更有效利用为 CPU 和 GPU 创造了额外的空间,而 CPU 和 GPU 正是为运营商创造收入的组件。这意味着他们可以从现有数据中心获得更多收益,或在新设施中提高效率。

开发认证解决方案


尽管存在潜在优势,但 Omdia 并不希望运营商立即升级其电源。相反,我们期望的是更渐进的转变。运营商可能会等到其现有设备达到自然使用寿命,然后再考虑采用更高效的技术。制造商可能还需要让运营商相信,目前用于低成本、低利润应用的氮化镓半导体在关键数据中心环境中足够坚固可靠。在数据中心,停机会对财务和声誉造成重大影响,因此运营商不太可能冒险。 

 

不过,我们可以从新能源汽车市场吸取经验教训。在混合动力车和电动车市场,SiC 半导体正越来越多地被用于延长汽车的续航里程和性能,特斯拉就是其中的佼佼者。最初人们对该技术的担忧已经得到解决,这些器件现在被认为是高质量和高价值的,制造商也在不断投资改进该技术并推出新功能。在数据中心市场,氮化镓半导体也有机会以同样的方式发展。


成熟的设施和供应链


半导体制造商具备良好的发展条件。氮化镓器件的生产方式与硅芯片类似,因此现有的设施可以重新利用,而且有成熟的供应链。然而,由于数据中心的建设仍在继续,他们需要找到保持利润和产能的方法。如果他们能应对这一挑战,就有机会利用这些新技术最大限度地提高效率。


现在比以往任何时候都更需要限制我们对地球的影响,而宽禁带半导体设备在实现效率水平方面提供了一个阶跃变化。谁知道呢,假以时日,也许有机会利用人工智能产生更大的效益。


请访问我们的网站,了解有关宽带隙半导体市场机遇的更多信息。


 请点击阅读原文查看更完整信息。


本文作者

Callum Middleton

半导体行业高级分析师

文章版权和解释权归微信平台Omdia所有

Omdia,作为Informa Tech的一部分,是一家专注于科技行业的领先研究和咨询集团。凭借对科技市场的深入了解,结合切实可行的洞察力,Omdia将赋能企业做出明智的增长决策。要了解更多信息,请访问www.omdia.com。


如您想了解更多有关Omdia的最新研究成果,请浏览Omdia官方网站或通过电子邮件联系我们。


omdia.com

rina.zhang@informa.com


Omdia Omdia是全球通信、数字媒体与IT行业中富有权威的独立研究机构,为各国运营商、设备供应商等TMT行业参与者提供客观和极具商业价值的市场研究与咨询服务。此平台致力于分享Omdia与TMT行业最新发展动态的深入分析。
评论 (0)
  • 在当下的商业版图中,胖东来宛如一颗璀璨的明星,散发着独特的光芒。它以卓越的服务、优质的商品以及独特的企业文化,赢得了消费者的广泛赞誉和业界的高度关注。然而,近期胖东来与自媒体博主之间的一场激烈对战,却如同一面镜子,映照出了这家企业在光环背后的真实与挣扎,也引发了我们对于商业本质、企业发展以及舆论生态的深入思考。​冲突爆发:舆论场中的硝烟弥漫​2025年4月,抖音玉石博主“柴怼怼”(粉丝约28万)突然发难,发布多条视频直指河南零售巨头胖东来。他言辞犀利,指控胖东来在玉石销售方面存在暴利行为,声称其
    疯人评 2025-05-14 13:49 48浏览
  • 在电动出行领域的激烈角逐中,九号公司呈上一份营收净利双涨的成绩单。报告显示,九号公司2024年全年实现总营收141.96亿元,同比增长38.87%;扣非后归母净利润达10.62亿元,同比大幅增长157.24%。更值得关注的是,公司整体毛利率提升3.06个百分点至28.24%,展现出强劲的盈利能力。可当将视角拉远,对标爱玛、雅迪等行业巨擘,便会发现九号的成绩不过是小巫见大巫。财报数据显示,爱玛 2024 年营收 216.06 亿元,净利润 19.8
    用户1742991715177 2025-05-12 19:31 21浏览
  • 在全球能源结构转型加速推进与政策驱动的双重作用下,油气输送、智慧水务及化学化工等流体计量场景正面临效率革命与智能化升级的迫切需求。传统机械式流量计虽在工业初期有效支撑了基础计量需求,但其机械磨损、精度衰减与运维困难等固有缺陷已难以适应现代工业对精准化、智能化与可持续发展的多维诉求。在此背景下,超声波流量计则凭借着高精度探测、可实时监测、无侵入式安装、无阻流部件、易于维护与绿色环保等优势实现了突破性发展,成为当代高精度流体计量体系中不可或缺的重要一环。该技术不仅是撬动能源利用效率提升、支撑智慧管网
    华普微HOPERF 2025-05-14 11:49 40浏览
  • 感谢面包板论坛组织的本次测评活动,本次测评的对象是STM32WL Nucleo-64板 (NUCLEO-WL55JC) ,该测试板专为LoRa™应用原型构建,基于STM32WL系列sub-GHz无线微控制器。其性能、功耗及特性组合经过精心挑选,支持通过Arduino® Uno V3连接,并利用ST morpho接头扩展STM32WL Nucleo功能,便于访问多种专用屏蔽。STM32WL Nucleo-64板集成STLINK-V3E调试器与编程器,无需额外探测器。该板配备全面的STM
    无言的朝圣 2025-05-13 09:47 184浏览
  •   基于 2025 年行业权威性与时效性,以下梳理国内知名软件定制开发企业,涵盖综合型、垂直领域及特色技术服务商:   华盛恒辉科技有限公司:是一家专注于高端软件定制开发服务和高端建设的服务机构,致力于为企业提供全面、系统的开发制作方案。在部队政企开发、建设到运营推广领域拥有丰富经验,在教育,工业,医疗,APP,管理,商城,人工智能,部队软件、工业软件、数字化转型、新能源软件、光伏软件、汽车软件,ERP,系统二次开发,CRM等领域有很多成功案例。   五木恒润科技有限公司:是一家专业的部队信
    华盛恒辉l58ll334744 2025-05-12 16:13 258浏览
  • 一、量子自旋态光学操控1、‌拓扑量子态探测‌磁光克尔效应通过检测拓扑磁结构(如磁斯格明子)的磁光响应,实现对量子材料中非平庸拓扑自旋序的非侵入式表征。例如,二维量子磁体中的“拓扑克尔效应”可通过偏振光旋转角变化揭示斯格明子阵列的动态演化,为拓扑量子比特的稳定性评估提供关键手段。2、‌量子态调控界面‌非厄米磁光耦合系统(如法布里-珀罗腔)通过耗散调控增强克尔灵敏度,可用于奇异点附近的量子自旋态高精度操控,为超导量子比特与光子系统的耦合提供新思路。二、光子量子计算架构优化1、‌光子内存计算器件‌基于
    锦正茂科技 2025-05-13 09:57 39浏览
  •   电磁数据展示系统平台解析   北京华盛恒辉电磁数据展示系统平台是实现电磁数据高效展示、分析与管理的综合性软件体系,以下从核心功能、技术特性、应用场景及发展趋势展开解读:   应用案例   目前,已有多个电磁数据展示系统在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润电磁数据展示系统。这些成功案例为电磁数据展示系统的推广和应用提供了有力支持。   一、核心功能模块   数据采集与预处理   智能分析处理   集成频谱分析、时频变换等信号处理算法,自动提取时域频域特征;
    华盛恒辉l58ll334744 2025-05-13 10:20 375浏览
  •   军事仿真推演系统平台核心解析   北京华盛恒辉军事仿真推演系统平台以计算机仿真技术为基石,在功能、架构、应用及效能上展现显著优势,成为提升军事作战与决策能力的核心工具。   应用案例   目前,已有多个仿真推演系统在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润仿真推演系统。这些成功案例为仿真推演系统的推广和应用提供了有力支持。   一、全流程功能体系   精准推演控制:覆盖推演启动至结束全流程。   智能想定管理:集成作战信息配置、兵力部署功能。   数据模型整合
    华盛恒辉l58ll334744 2025-05-14 17:11 58浏览
  •   舰艇电磁兼容分析与整改系统平台解析   北京华盛恒辉舰艇电磁兼容分析与整改系统平台是保障海军装备作战效能的关键技术,旨在确保舰艇电子设备在复杂电磁环境中协同运行。本文从架构、技术、流程、价值及趋势五个维度展开解析。   应用案例   目前,已有多个舰艇电磁兼容分析与整改系统在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润舰艇电磁兼容分析与整改系统。这些成功案例为舰艇电磁兼容分析与整改系统的推广和应用提供了有力支持。   一、系统架构:模块化智能体系   电磁环境建模:基
    华盛恒辉l58ll334744 2025-05-14 11:22 72浏览
  •   军事领域仿真推演系统的战略价值与发展前瞻   北京华盛恒辉仿真推演系统通过技术创新与应用拓展,已成为作战效能提升的核心支撑。以下从战略应用与未来趋势展开解析:   应用案例   目前,已有多个仿真推演系统在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润仿真推演系统。这些成功案例为仿真推演系统的推广和应用提供了有力支持。   一、核心战略应用   1. 作战理论创新引擎   依托低成本仿真平台,军事人员可高效验证新型作战概念。   2. 装备全周期优化   覆盖武器
    华盛恒辉l58ll334744 2025-05-14 16:41 68浏览
  •   电磁数据管理系统深度解析   北京华盛恒辉电磁数据管理系统作为专业的数据处理平台,旨在提升电磁数据的处理效率、安全性与可靠性。以下从功能架构、核心特性、应用场景及技术实现展开分析:   应用案例   目前,已有多个电磁数据管理系统在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润电磁数据管理系统。这些成功案例为电磁数据管理系统的推广和应用提供了有力支持。   一、核心功能模块   数据采集与接入:实时接收天线、频谱仪等设备数据,兼容多协议接口,确保数据采集的全面性与实时性
    华盛恒辉l58ll334744 2025-05-13 10:59 282浏览
  • 在全球供应链紧张和国产替代需求推动下,国产存储芯片产业快速发展,形成设计到封测一体化的完整生态。北京君正、兆易创新、紫光国芯、东芯股份、普冉股份和佰维存储等六大上市公司在NOR/NAND Flash、DRAM、嵌入式存储等领域布局各具特色,推动国产替代提速。贞光科技代理的品牌紫光国芯,专注DRAM技术,覆盖嵌入式存储与模组解决方案,为多领域客户提供高可靠性产品。随着AI、5G等新兴应用兴起,国产存储厂商有望迎来新一轮增长。存储芯片分类与应用易失性与非易失性存储芯片易失性存储芯片(Volatile
    贞光科技 2025-05-12 16:05 230浏览
  • 文/Leon编辑/cc孙聪颖‍2025年1月至今,AI领域最出圈的除了DeepSeek,就是号称首个“通用AI Agent”(智能体)的Manus了,其邀请码一度被炒到8万元。很快,通用Agent就成为互联网大厂、AI独角兽们的新方向,迅速地“卷”了起来。国外市场,Open AI、Claude、微软等迅速推出Agent产品或构建平台,国内企业也在4月迅速跟进。4月,字节跳动、阿里巴巴、百度纷纷入局通用Agent市场,主打复杂的多任务、工作流功能,并对个人用户免费。腾讯则迅速更新腾讯元器的API接
    华尔街科技眼 2025-05-12 22:29 165浏览
  • 在当下竞争激烈的 AI 赛道,企业高层的变动往往牵一发而动全身,零一万物近来就深陷这样的动荡漩涡。近日,零一万物联合创始人、技术副总裁戴宗宏离职创业的消息不胫而走。这位在大模型基础设施领域造诣颇深的专家,此前在华为云、阿里达摩院积累了深厚经验,在零一万物时更是带领团队短期内完成了千卡 GPU 集群等关键设施搭建,其离去无疑是重大损失。而这并非个例,自 2024 年下半年以来,李先刚、黄文灏、潘欣、曹大鹏等一众联创和早期核心成员纷纷出走。
    用户1742991715177 2025-05-13 21:24 129浏览
  • 一、蓝牙射频电路设计的核心价值在智能穿戴、智能家居等物联网设备中,射频性能直接决定通信质量与用户体验。WT2605C等蓝牙语音芯片的射频电路设计,需在紧凑的PCB空间内实现低损耗信号传输与强抗干扰能力。射频走线每0.1dB的损耗优化可使通信距离提升3-5米,而阻抗失配可能导致30%以上的能效损失。二、射频走线设计规范1. 阻抗控制黄金法则50Ω标准阻抗实现:采用4层板时,顶层走线宽度0.3mm(FR4材质,介电常数4.3)双面板需通过SI9000软件计算,典型线宽1.2mm(1.6mm板厚)阻抗
    广州唯创电子 2025-05-13 09:00 27浏览
我要评论
0
1
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦