在過去的幾十年里，“電力”這個(gè)話題一直被視為主要集中于提高設(shè)備的運(yùn)行效率和降低成本的一個(gè)挑戰(zhàn)。今天，隨著能源效率在日益依賴電力的行業(yè)中逐漸成為一項(xiàng)戰(zhàn)略舉措，這一命題正在改變，這些行業(yè)包括數(shù)據(jù)中心、電動(dòng)車輛、可再生能源系統(tǒng)、工業(yè)電機(jī)和消費(fèi)電子產(chǎn)品。

這些行業(yè)依賴于有效地存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)移、處理和分析大量數(shù)據(jù)的能力。這需要數(shù)百萬兆瓦的能量。隨著其他數(shù)據(jù)密集型技術(shù)（如區(qū)塊鏈、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和機(jī)器人自主性）的爆炸式發(fā)展，電力需求和節(jié)能技術(shù)的壓力將顯著增加。

企業(yè)如何選擇發(fā)電、儲(chǔ)存、輸送和使用電力將是2019年全球變化的重要推動(dòng)力。在過去的一年里，在GaN Systems與企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)人的對(duì)話中，我們比以往任何時(shí)候都更加肯定，昨天的硅在應(yīng)對(duì)關(guān)鍵的電力系統(tǒng)挑戰(zhàn)方面已經(jīng)達(dá)到了極限。GaN技術(shù)是推動(dòng)更強(qiáng)勁的增長(zhǎng)和產(chǎn)品創(chuàng)新，同時(shí)使公司能夠提高能力，更深入地參與可持續(xù)發(fā)展計(jì)劃的明確和無可爭(zhēng)議的解決方案。

隨著2018年的臨近，GaN（氮化鎵）功率半導(dǎo)體公司GaN Systems發(fā)布了2019年的四大趨勢(shì)，我們認(rèn)為這將對(duì)世界的電力和能源足跡產(chǎn)生重大影響：

趨勢(shì)1：電動(dòng)車輛和自動(dòng)駕駛車輛

2018年，人們?cè)絹碓角宄乜吹剑煌ǖ奈磥碓趪@著電動(dòng)和自動(dòng)車輛發(fā)展。今天路上有400萬輛電動(dòng)車，全球銷售超過一半在中國(guó)。新加入者挑戰(zhàn)著根深蒂固的領(lǐng)導(dǎo)者，各國(guó)政府頒布了低至零的排放協(xié)議。

• 在英國(guó)，政府啟動(dòng)了引領(lǐng)世界零排放車輛技術(shù)的零戰(zhàn)略之路
• 在中國(guó)，比亞迪新推出的藍(lán)色電動(dòng)出租車比老式的紅色內(nèi)燃機(jī)車運(yùn)營(yíng)成本更低
• 像NIO這樣的新制造商，隨著即將進(jìn)行的IPO，紛紛進(jìn)入市場(chǎng)，挑戰(zhàn)全球知名汽車品牌

2019年，GaNSystems預(yù)測(cè)：

燃料效率法規(guī)的增加和對(duì)環(huán)保汽車的需求將繼續(xù)推動(dòng)電動(dòng)車輛替代品的需求。

• 出行即服務(wù)（Mobility as a Service，MaaS）將獲得更多的品牌知名度。個(gè)人與車輛之間社會(huì)關(guān)系的變化將繼續(xù)從個(gè)人所有權(quán)轉(zhuǎn)向便利的按需使用。按需使用本身將開始演變?yōu)樵絹碓蕉嗟夭捎米詣?dòng)車輛的車隊(duì)，而不是由個(gè)人共享的車輛所主導(dǎo)。因此，
• 自主的研究和設(shè)計(jì)工作將超越單純的駕駛和進(jìn)入車輛的充電過程——這將為在城市市場(chǎng)中實(shí)現(xiàn)完全自主的車輛體驗(yàn)鋪平道路。

為了響應(yīng)向更自主的車隊(duì)轉(zhuǎn)移，需要考慮新的成本和商業(yè)模式。車隊(duì)需要每天運(yùn)行20小時(shí)，而不是2小時(shí)的私人使用車輛。不僅低初始成本很重要，而且要降低每公里的運(yùn)營(yíng)成本和延長(zhǎng)車輛壽命，以最大限度地提高投資回報(bào)率。

新的商業(yè)和社會(huì)行為，包括自主車隊(duì)，將推動(dòng)向新的車輛設(shè)計(jì)要求的發(fā)展。汽車設(shè)計(jì)將朝著更小、更輕、更實(shí)用的方向發(fā)展，重點(diǎn)是最大限度地提高客運(yùn)能力。這些新設(shè)計(jì)將需要GaN技術(shù)和它給車輛帶來的更小、更輕、更有效的電力系統(tǒng)。

趨勢(shì)2：數(shù)據(jù)中心——物聯(lián)網(wǎng)、AI、區(qū)塊鏈和5G服務(wù)的影響

2018年，我們看到了通過AI改造工廠及我們的環(huán)境的自主機(jī)器人，包括遙控、漂浮空間的垃圾收集機(jī)器人，它們能夠從芝加哥的河流中清除垃圾。物聯(lián)網(wǎng)的智能城市，如巴塞羅那、新加坡和丹佛，已經(jīng)在提高公民服務(wù)和公共安全的同時(shí)節(jié)省了數(shù)百萬的能源和勞動(dòng)力。5G服務(wù)將于2019年在美國(guó)城市推出，將帶來新的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)移動(dòng)應(yīng)用，使Pokémon Go看起來像過去的遺跡。

海量數(shù)據(jù)的不斷涌入和對(duì)能源的爆炸性需求將繼續(xù)緊密相連——隨著5G、人工智能和區(qū)塊鏈技術(shù)的興起，需求將變得更加迫切。

2019年，GaNSystems預(yù)測(cè)：

在數(shù)據(jù)中心，我們將看到：

• 繼續(xù)推動(dòng)能源效率和密度——伴隨計(jì)算需求的增長(zhǎng)以及諸如人工智能、電動(dòng)汽車、5G和區(qū)塊鏈等技術(shù)開始在關(guān)鍵行業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施和運(yùn)營(yíng)中得到整合。
• 運(yùn)營(yíng)商將需要從今天的服務(wù)器機(jī)架設(shè)計(jì)演變——并采用技術(shù)來增加數(shù)據(jù)和功率密度。
• 物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將需要數(shù)據(jù)中心行業(yè)繼續(xù)進(jìn)行自我改造——不僅逐步增加安全性和魯棒性，而且隨著新型邊緣/以本地為中心的數(shù)據(jù)中心的出現(xiàn)，邊緣也在發(fā)展。
• 高效率的電源是數(shù)據(jù)中心必要演進(jìn)的關(guān)鍵，它可以解決提高能量轉(zhuǎn)換效率和實(shí)現(xiàn)更大服務(wù)器機(jī)架密度的挑戰(zhàn)。

對(duì)于AI和區(qū)塊鏈，我們將看到：

• 在電源中使用GaN技術(shù)，可以創(chuàng)造更小、更節(jié)能的硬件。這樣一來，通過每秒處理更多的事務(wù)而不會(huì)顯著增加能源成本，區(qū)塊鏈就能夠根據(jù)業(yè)務(wù)需求進(jìn)行擴(kuò)展。
• 當(dāng)涉及區(qū)塊鏈的集成和人工智能的影響時(shí)，更快的可追溯性將改善公司的業(yè)務(wù)運(yùn)作，并加快產(chǎn)品投放市場(chǎng)——同時(shí)使它們能夠以較低的電力成本實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)。

對(duì)于5G，我們將看到：

• 5G設(shè)備將遍布世界各地，要求更小的封裝具有更大的帶寬和功率。由于功率密度、能量效率和器件尺寸等原因，GaN技術(shù)將在5G的推出中發(fā)揮重要作用。
• 5G微蜂窩基站需要非常高的效率和功率密度。需要采用GaN技術(shù)的低成本電力電子器件，以便經(jīng)濟(jì)地安裝這些設(shè)備。
• 將建立更多的本地?cái)?shù)據(jù)中心，以利用電信中心局的占地面積，要求像今天的巨型數(shù)據(jù)中心一樣關(guān)注能源效率。

趨勢(shì)3：可再生能源和儲(chǔ)能

2018年，我們看到隨著世界應(yīng)對(duì)氣候變化和污染的需要，技術(shù)、商業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)和社會(huì)迫切要求融合在一起，已將可再生能源的需求從次要的能源轉(zhuǎn)變?yōu)?4/7恒定的能源。正在開發(fā)的新產(chǎn)品反映了對(duì)易發(fā)生災(zāi)難性風(fēng)暴地區(qū)連接到有時(shí)不可靠的能源網(wǎng)的關(guān)注。越來越多的家庭儲(chǔ)能項(xiàng)目正在世界各地的幾個(gè)城市進(jìn)行。其中一個(gè)這樣的項(xiàng)目是曼德勒住宅，它是位于亞利桑那州普雷斯科特山谷的新住宅開發(fā)項(xiàng)目，2900個(gè)住宅將配備太陽能和8千瓦時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)。

2019年，GaNSystems預(yù)測(cè)：

• 采用GaN技術(shù)的高效住宅和商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)最終能夠高效地分配、儲(chǔ)存和按需獲得可再生能源。
• 開發(fā)在自然災(zāi)害（比如暴風(fēng)雨和火災(zāi)）之后向居民和企業(yè)提供便攜式電力的主流方法。

趨勢(shì)4：無線充電變得司空見慣

電力電子最重要的趨勢(shì)之一是無線充電。隨著消費(fèi)者不斷使用筆記本電腦、智能手機(jī)、可穿戴品、電動(dòng)自行車和電子滑板車，對(duì)方便無線充電的需求將占據(jù)優(yōu)先地位。而且，隨著工業(yè)市場(chǎng)將更多的無人機(jī)和機(jī)器人集成到供應(yīng)鏈和交付過程，這些設(shè)備的充電需要變得更加高效、有效和持久。

2019年，GaNSystems預(yù)測(cè)：

• 廣泛的快速無線充電技術(shù)將影響新的和擴(kuò)大消費(fèi)用途的自主世界（車輛和無人機(jī)）的未來和采用速度。
• 機(jī)器人不僅可以操作，而且可以在沒有人為干預(yù)的情況下自動(dòng)充電，這將繼續(xù)為工業(yè)4.0的發(fā)展提供動(dòng)力。
• 在無線充電中，為大負(fù)載或快速充電小負(fù)載提供高功率是關(guān)鍵，而這是GaN技術(shù)高效率地提供高功率的用武之地。

結(jié)論：用GaN來面對(duì)這些挑戰(zhàn)

無可否認(rèn)，2019年，這些趨勢(shì)的中心是我們需要以新的方式思考和解決我們周圍各種技術(shù)的電力需求。如果我們要在全球范圍內(nèi)發(fā)展，就不能把電力視為理所當(dāng)然，僅僅把它看作從墻上進(jìn)來的一種無窮無盡的資源。我們的全球能源足跡不能以過去的歷史速度繼續(xù)增長(zhǎng)——無論是商業(yè)原因還是我們這個(gè)星球的健康狀況。功率半導(dǎo)體公司必須帶頭為新的電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法提供技術(shù)。企業(yè)必須承擔(dān)起責(zé)任，把注意力放在公司內(nèi)部的電力專長(zhǎng)。通過使用GaN功率晶體管來消除昨天硅的局限性，將使企業(yè)組織能夠推出能夠改變未來的全新節(jié)能系統(tǒng)和產(chǎn)品。