Power Integrations 2025-26 回顾与展望

公司：Power Integrations
受访人：Andrew Smith
职位：Director of Technical Outreach技术推广总监

2025 年回顾｜回顾 2025 年，贵公司在电力电子与功率半导体领域取得了哪些关键进展？

· 在产品布局、技术迭代或产业协同方面，是否实现了阶段性突破？
· 是否有具有代表性的项目落地、重要客户合作或应用场景拓展值得分享？

答：Power Integrations 在 2025 年持续推进创新。公司最近取得的关键进展是推出 1700V 氮化镓 (GaN) 技术，该技术首次应用于InnoMux2 ™系列单级、独立调整多路输出离线式电源 IC，该系列产品已于 2025 年正式上市销售。这项技术基于早期的高压 GaN 研发成果， Power Integrations 此前推出了基于 GaN 技术的 900V 和 1250V InnoSwitch ™反激式开关 IC。Power Integrations 目前是唯一一家提供 1000V 及以上额定耐压商用 GaN 器件的供应商。

Power Integrations 正将其专有的 PowiGaN ™高压 GaN 解决方案应用于多个领域，包括用于高功耗 AI 数据中心的新型 800VDC 供电架构。相关新白皮书发布于圣何塞举行的 2025 年开放计算项目全球峰会 (2025 OCP Global Summit)，其中介绍了 1250V 和 1700V PowiGaN 技术的功能特性。在本次峰会上，NVIDIA 还就 800VDC 架构的最新进展进行了说明。Power Integrations 正与包括 NVIDIA 在内的生态系统合作伙伴携手，助力行业向 800VDC 供电架构转型。

2025 年 另 一 项 重 要 发 布 是 Power Integrations 标 志 性TinySwitch 电源 IC 的第五代产品，该系列产品最初于 20 世纪 90 年代末推出。TinySwitch ™ -5 IC 可提供稳定可靠的解决方案，且设计导入过程十分简便。在经过优化的应用场景中，InnoSwitch 系列 IC 可实现接近 98% 的效率；而在成本优化的设计方案中，TinySwitch-5 器件可提供高达 92% 的效率。该系列产品工作方式简洁、稳定性优异，可充分满足市面上绝大多数产品的应用需求。

太阳能是另一个新兴领域，Power Integrations 的技术正在其中得到充分利用，并取得了巨大的效益。随着社会在个人交通领域逐步从化石燃料向可再生能源转型，诸如普利司通世界太阳能车挑战赛(BWSC) 这类赛事 —— 一场从达尔文到阿德莱德、横贯澳大利亚大陆的太阳能车竞速赛 —— 正成为新理念与新技术的试验场。其中一些创新最终可能成为车辆的标准配置，成为消费者眼里的寻常功能。苏黎世联邦理工学院的 aCentauri 赛车队获得了 Power Integrations提供的氮化镓 (GaN) 技术、设计支持及赞助。我们共同开发了一款基于 750V InnoSwitch3-EP 系列反激式开关 IC 的功率变换器，该系列 IC 集成了 GaN 开关、同步整流和 FluxLink ™反馈控制。该电路为 aCentauri 赛车队 2025 年参赛车辆的控制板供电，并提供紧急动力传动系统关闭功能。同时，它还支持电池遥测功能。PowerIntegrations 已向太阳能车挑战赛的其他团队提供了这项技术支持，目前正与另外 5 支队伍展开合作。

技术与产品创新｜ 2025 年，贵公司在技术创新或新产品研发方面有哪些值得关注的成果？

· 这些技术或产品如何帮助客户提升能效、功率密度、系统稳定性或整体拥有成本（TCO）？

答：通过提高其 PowiGaN 氮化镓技术的额定耐压水平，Power Integrations 正助力实现 800VDC 应用在 AI 数据中心和电动汽车等关键市场的落地。

由功耗巨大的 GPU 驱动的生成式人工智能 (AI) 技术迅速普及，单机架的电力需求在短短几年内就已从数十千瓦攀升至远超 100 千瓦的水平，而在不久的将来，单机架电力需求预计将达到兆瓦级。NVIDIA 最近的一篇博客文章指出：“在传统的低电压（例如 54VDC）下提供如此高的功率，在物理和经济层面均不可行。”

因此，该行业正朝着采用 800VDC 供电架构的方向发展，以满足新一代 AI 数据中心（NVIDIA 如今将其称为“AI 工厂”）的需求。

采用碳化硅 (SiC) 的解决方案已被广泛探讨，因为 SiC 能够轻松应对 1200V 的击穿电压要求，从而为 800VDC 系统所需的工作裕量提供保障。然而，相较于 GaN 方案，SiC 方案通常受限于较低的开关频率，从而限制了可实现的功率密度。

然而，市面上大多数商用 GaN 器件的击穿电压仅限于 650V 至750V 之间，无法满足拟采用的 800V 新架构下半桥开关电源的需求。为解决此问题，部分制造商建议采用 650V GaN HEMT 构建两管串联的堆叠半桥（总共四个 650V GaN 器件），或采用三电平变换方案。虽然这种堆叠拓扑结构可以在 GaN 所能达到的高频下工作，但它带来了若干挑战，包括控制复杂性增加、输入电压不平衡导致的可靠性风险、占用空间增大以及导通损耗增加，从而导致效率降低和成本上升。

Power Integrations 公司采用其专有的 PowiGaN ™技术制造的 GaN HEMT 提供了独特的替代方案。PowiGaN 技术能够实现额定耐压高达1700V 的实用型 GaN 器件，使其成为 800V 及更高电压直流架构的极具吸引力且现成可用的解决方案，同时避免了堆叠设计带来的复杂性问题。

PowiGaN GaN 晶体管的高额定电压特性同样适用于 800V 总线电动汽车应用，并可能适用于比特币挖矿作业——该应用场景在许多方面与高密度 AI 工厂的设想需求高度契合。

市场与客户｜ 2025 年，市场需求和客户结构是否发生了明显变化？

· 新能源汽车、光伏储能、数据中心、工业电源等关键应用领域，哪些成为增长的主要驱动力？
· 客户在技术支持、定制化、交付稳定性方面提出了哪些新的要求？

答：无论是 AI 数据中心还是电动汽车，都要求更高的电压等级——特别是 800VDC。数据中心架构中的主变换器很可能采用半桥结构，需要具备 1200VDC 击穿能力；而基于简单且高性价比反激拓扑的辅助电源，则可能需要高达 1700V 的更高开关电压额定值。Power Integrations 的 PowiGaN 技术可轻松满足这些额定耐压要求，相关器件已上市销售。如上所述，目前没有其他供应商能够提供这些电压级别的器件。PowiGaN 高压 GaN 技术在实际应用中已被证明具有极高的耐用性和可靠性。

电动汽车设计人员面临的另一个问题是，出于成本、可靠性、尺寸和重量方面的考虑，他们希望逐步淘汰线绕变压器。然而，这并非一个简单的过程，因为平面变压器的设计可能相当具有挑战性。Power Integrations 在马尼拉设有一个设计团队，该团队是平面变压器设计的卓越中心。因此，除了提供广泛的参考设计之外，我们还可以为汽车客户提供功率磁性元件设计的直接支持。

2026 年展望｜展望 2026 年，您认为哪些趋势将持续影响电力电子与功率半导体行业？

· SiC / GaN 的应用是否会进一步加速？在哪些细分市场最具潜力？
· 功率模块高度集成化、系统级封装（System-in-Package）或“器件 + 软件”方案是否会成为新方向？
· 在“双碳目标”、能源转型和数字化浪潮下，企业应如何提前布局、把握长期机遇？

答：宽禁带器件的应用肯定会继续加速发展，我们认为 GaN 将成为最大的赢家，因为它很快就能满足从几十瓦到几百千瓦的所有应用领域的需求。

GaN 已在 30W 至 240W 的低功率充电器市场占据主导地位，因其效率远高于超级结 MOSFET，不仅开关损耗微乎其微，还具备极低的导通电阻 (RDS(ON))。因此，可以实现更高的功率密度，器件可以做得更小或功率更大，温升管理挑战也大大降低。 尽管MOSFET 目 前 比 GaN HEMT更便宜，但由于需要采用先进的谐振拓扑结构和散热设计，其系统级成本效益仍逊于 GaN 器件。随着生产规模持续扩大，规模经济效应将逐步显现，GaN 的这一优势将日益凸显。MOSFET 在极低功率应用（例如小于 20W）中可能更受青睐的唯一原因在于：适用于低功率水平的 GaN 晶片尺寸过小，难以操作。

当功率等级从500W、 1kW 逐步提升至 10kW 时，GaN 同样展现出显著优势。我们在此探讨的应用包括冰箱、电单车充电器、洗衣机和其他白色家电、暖通空调压缩机、太阳能设备、某些汽车功能（例如车载充电装置和铅酸电池替代电路）以及服务器电源。所有这些都正在从 MOSFET 过渡而来。部分厂商已转向 SiC 技术，既然 SiC 与GaN 的效率等级相当，为何 GaN 在此领域占据优势？简而言之，原因在于成本。SiC 的生产需要消耗大量的能源，才能达到所需的长时间高温加工条件，而氮化镓则不需要。GaN 器件的生产成本本质上并不比硅器件更高——二者甚至可在同一条生产线上制造，仅需进行相对少量的工艺调整。

我们的 1700V GaN 技术表明，越来越多功率范围在 1 到 10kW的应用（此前一直是 MOSFET 和 SiC 器件的专属领域）将可以使用GaN 技术来实现，而且这还仅仅是个开始。目前，GaN 器件的功率上限约为 7kW 至 10kW。这尚不足以满足电动汽车逆变器市场的需求——该市场规模位居单一功率 IC 应用之首。但从技术角度来看，目前还没有已知的根本性物理障碍阻止氮化镓技术的进一步发展；当下的挑战在于长期的技术研发与落地执行。不存在任何实质性的制约，也没有物理层面的限制——我们需要的并非创新构想或灵光一现，而是脚踏实地的技术开发。Power Integrations 坚信 GaN 技术不会止步于 1700V，我们已经在研发更高电压的器件。GaN 技术优势明显，势必开拓应用领域。

向可再生能源的转型和数字化进程的加速已然显现，若要实现“双碳目标”——即在 2030 年前碳排放达峰，2060 年前实现碳中和（净零排放），这些转变既势在必行又刻不容缓。Power Integrations 早在能效理念普及之前，便已深耕该领域；时至今日，我们仍在通过持续创新，致力于实现这一目标。