《数据中心动态》报道氮化镓 (GaN) 半导体在数据中心电力供应系统中的采用。

安森美GaN部门副总裁安托万·贾拉伯特表示："我认为2026/27年才是我们真正看到GaN进入大规模生产的时候。看Nvidia的路线图，除了使用GaN没有其他办法能够达到那样的功率密度。"

氮化镓（GaN）是一种宽禁带半导体材料，由镓（一种用途主要在电子产品的软银色金属）和氮组成。在功率转换过程中，它散发的热能远少于硅或碳化硅等材料，因为其电子移动速度更快。贾拉伯特解释道："宽禁带材料损耗更低，这简单来说就是当它们打开和关闭时散发的热能更少，这使我们能将它们用于更高的频率。当一个系统工作在更高的频率时，尤其是在开关电源中，整个系统可以做得更小。"

科学家们早在20世纪30年代初就已理解GaN，但首批基于GaN的晶体管直到1990年代中期才被开发出来。如今，GaN晶体管主要应用在手机和电动汽车的充电器中。然而，服务器功耗需求的爆炸式增长现已推动GaN在数据中心的应用，在那里GaN相比硅具有更优的效率、耐久性和开关速度。

尽管这些已知优势存在，GaN在数据中心的采用速度出人意料地缓慢。贾拉伯特指出："自从我们大约10到15年前开始讨论这项技术以来，全世界一直期待GaN在服务器和电信领域实现增长。为什么？因为那里才是真正需要功率密度的地方。结果呢？没有。相反，它在一个没人关注的地方实现了增长：充电适配器。"

安森美公司成立于1999年，是摩托罗拉半导体元器件集团的分拆企业。该公司在2025年10月推出了垂直GaN（vGaN）半导体。与传统横向GaN（构建在硅或蓝宝石衬底上）不同，垂直GaN采用3D结构，通过衬底本身垂直传导电流。这种架构使电流通过芯片而非在其表面流动，使得在不增加器件物理尺寸的情况下能够承载更高的电压。

安森美的"GaN on GaN"设计在该公司位于纽约锡拉库兹的晶圆厂制造，但大规模生产还需要大约一年时间。该技术可处理超过1200伏的电压，旨在提高AI数据中心中800伏直流变换器的功率密度。2025年12月，安森美与格罗方德合作开发650伏横向GaN器件，这是目前商业上可获得的上限。

在数据中心堆栈中，GaN不会替代整个服务器或所有硅和碳化硅元件，而是替代电源单元中的特定晶体管和电子元器件。贾拉伯特解释道："以AI为例，我们看到GaN的价值所在是我们所说的高压初级侧中间总线转换器。"Nvidia计划在2027年过渡到800伏直流机架系统和支持1MW及更高功率的架构，这将产生贾拉伯特所描述的需求。GaN将在电源单元内的初级侧转换中发挥关键作用，将输入直流转换为6V、12V和48V电路。而40伏以下的低压级用硅仍然更具成本效益，但要实现Nvidia的1MW机架目标，需要GaN。

另一家初创公司Vertical Semiconductor也在追求用于数据中心的vGaN，该公司成立于2024年，是MIT分拆企业，基于该校帕拉西奥斯研究组的研究成果——一个世界领先的GaN研究实验室。2025年10月，该公司筹集了1100万美元用于开发垂直GaN晶体管，应用范围从100伏到1.2千瓦。

联合创始人兼首席执行官辛西娅·廖没有功率电子学背景，但通过MIT工商管理硕士项目与联合创始人乔什·佩罗泽克和托马斯·帕拉西奥斯建立了联系。她发现了市场上的一个关键缺口。她表示："我们深入研究这些挑战的越多，就越意识到垂直GaN在解决许多这些问题方面具有独特的优势。"十年的MIT研究不仅证明了vGaN令人信服的性能，还证明了该技术可以使用无晶圆厂模式在晶圆级别制造。

Vertical Semiconductor通过完全CMOS兼容的制造方法实现差异化。在2025年筹资后，该初创公司展示了使用标准硅CMOS制造方法在8英寸晶圆上的生产能力。廖解释道："我们在CMOS晶圆厂用硅工具制造了这些垂直GaN器件，甚至不是最先进的硅工具，这证明了我们不仅能制造出性能卓越的技术，而且成本效益高、可扩展性强。我们能够使用任何CMOS工艺集进入市场——我们目前专注的200毫米工艺，以及未来的300毫米工艺——利用相对陈旧的200毫米工具制造最先进技术是真正实现规模化的绝妙方式。"Vertical公司增加了改进可制造性的设计特性，即使早期样品也展现出性能提升。该公司现正与商业代工伙伴进行生产扩大。

GaN的上升道路面临逆风。镓在自然界中不以纯形式存在；它主要是作为副产品在铝和锌矿石的工业氧化铝加工过程中提取的。美国自1987年以来就没有国内开采镓。尽管中国在2025年11月开始的为期12个月内短暂解除了对美国的镓出口禁令，但该国目前占全球供应的99...

[注：源文本在"占全球供应的99"处截断，文章不完整。]