GaN可以在电源应用中提供更高的频率与效率，并可在仅有硅材料一半空间与功耗的条件下输出同等的功率。

　　从如同砖块般的手机到笨重的电视机，电源供应器曾在电子产品中占据相当大的空间，而市场对于高功率密度的需求也正日益增高。

　　过去硅(silicon)电源技术的发展与创新曾大幅缩减产品尺寸，但却难有更进一步的突破。在现今的尺寸规格下，硅材料已无法在所需的频率下输出更高的功率。对于未来的5G无线网络、机器人，以及再生能源至数据中心技术，功率将是关键的影响因素。

　　60多年以来，硅一直都是电子零组件中的基础材料，广泛应用于交流电与直流电转换，并调整直流电压以满足从手机到工业机器人等众多应用的需求。尽管必要的零组件一直不断地改良与优化，但物理学意义上的极限却是硅材料的最大挑战。

　　为解决上述问题，以GaN为基础的新型电源和转换系统便应运而生产生更少的功耗与散热问题。由于高温可能会增加运作成本、干扰网络讯号并导致设备提早故障，使得这些特性显得更至关重要。

　　GaN可以在电源应用中提供更高的频率与效率，并可在仅有硅材料一半空间与功耗的条件下输出同等的功率。如此一来，不仅可以提高功率密度，更可以协助客户在不增加设计空间的同时满足更高的功率需求。

　　更高的开关频率代表GaN可以一次转换更大范围的功率，进而减少复杂装置中的电源转换。由于每次电源转换都会产生新的功耗，这对于很逐渐成长的高压应用而言是一项关键的优势。

　　具备60年发展历史的硅材料虽然并不会在一夕之间被取代，但经过多年的研究、实际验证和可靠度测试，GaN被视为是解决功率密度问题的最佳技术。仪器(TI)已在高于硅材料的工作温度与电压下，对GaN装置进行了2,000万小时的加速可靠度测试。在此测试时间内，远程飞行世界纪录保持者GlobalFlyer可绕地球飞行25万9,740次。

　　在一些功率密度为优先考虑特性的关键产业，GaN已经开始代替硅材料。适合大量生产GaN电源供应器的主流产业包括：

　　制造业：实际上，现今典型的机械手臂并未整合其工作所需的所有电子零组件。由于电源转换和马达驱动等零组件的尺寸过大且效率较低，导致它们通常安装于分开的机柜中，再利用长距离的缆线连接至机械手臂，这便使得工业机器人单位立方公尺的生产效率降低。藉由GaN技术，即可更简易地将马达和电源转换器等整合到机器人中。如此便可以简化设计、减少复杂的缆线并降低营运成本。

　　数据中心：随着市场对数字化服务需求的提升，数据中心正在经历一场变革，转而采用48V直流电源直接供电。传统的硅电源转换模块无法有效地将48V电压一次转换为大多数运算硬设备所要求的低电压，而中间转换过程则会降低数据中心的电源效率。GaN可以在电源输送至服务器与芯片之前，将电压从48V降低至负载点(point-of-load)电压，进而大幅降低配电损耗并减少转换损耗达30%。

　　无线G行动网络覆盖要求网络营运商建置更高功率与工作频率的设备，但因营运商不希望提高台设备的尺寸，GaN的高功率密度优势将可以满足他们的需求。

　　再生能源：再生能源的产生和储存也必须进行转换，因此GaN的效率优势成为关键。在再生能源计划中，通常以智能电网的方式储存能源以提供未来使用。如果可以在风力发电机静止时或太阳能板不再吸收阳光时，能更有效地转换大功率电池的电力输入和输出，这将成为一项非常显著的优势。仪器与其合作伙伴已GaN能够以99%的高效率转换10kW的再生能源，这对于电力公用事业市场来说是一个极为出色的效率基准。

　　未来，GaN将继续扩展至消费性电子产品等应用，打造更轻薄的平板显示，并减少可充电装置的能源浪费。