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随着大数据在各个领域的广泛应用,数据中心的需求匀速增加,因而数据中心的电力消耗已经占到全球宁愿电力消耗的8%,预计电力消耗将会翻倍增长。数据中心对电力的巨大需求已经成为制约大数据技术发展的瓶颈,也就是说降低凝好是大数据技术可持续发展面临的最严峻的挑战。
半个多世纪以来,支撑电力系统发展的硅功率电子技术面临硅的“材料极限”已经难于满足类似数据中心服务器这类巨大能耗基础设施节能降耗的需求。第三代半导体材料是一种开关损耗小,耐高温工作能力强的新一代电子电子器件,是对传统电力电子技术的革命。与传统的硅器件相比,采用第三代半导体材料SIC、GaN无,器件能耗有望降低50%,又可工作在高极限环境温度。因此,可大大节省基础设备的冷却费用,并见效设备体积和大小。SiC、GaN器件开关时间高于Si—IGBT的2—3倍,将使无源元件电容电感减小,提高频率又可见效变压器的体积和重量,使设备体积和重量减小。
移动互联网基站是无线通信的基础设施,基站的功率放大是无线通信系统中最耗电的器件。它消耗系统近80%的电功率,只有10%用于有信号的发射。基站的能量消耗的非常大,消耗大了就会发热,就需要冷却。随着目前无限通讯的频率升高,从2G马上要向4G阔步,4G的覆盖率范围只有2G的1/16,所以说必须要提高功耗。如果说要提高4G的功耗就要耗电,无限信息技术迅速发展导致能耗的迅速攀升和电磁辐射日益增加构成了困扰无限信息技术可持续发展的主要挑战。Si—LDMOS工作电压只有28V,无限基站电子系统一般要求工作电压为48V,为此必须靠多级转换电路来提升功率电压。
GaN射频功率器件则可工作在50V,省去转换电路造成的功耗损失,所以说GaN器件取代Si—LDMOS器件用于基站的功率放大器,效率可提高2—4倍。因此,在基站不变情况下,可提供更高传输速率,而且不需要强风冷,可安装在室外。智能移动终端是这几年来发展最快的,而且占据市场最大的产业。平板显示是人机联系和信息展示的窗口,没有显示技术就没有现代信息技术,因为你的信息不能表述出来。所以移动终端的信息显示显得非常重要,目前移动终端显示主要是靠液晶显示。智能手机和平板电脑在信息的移动终端不是通电话,不是发短信,而是一个信息处理的平台。几乎所有的信息功能都可以通过互联网转移到这个平台上完成。所以说将来可以无处不在的处理办公事务,可以移动处理。这种状况就需要超高的功耗,和显影功能。近年来兴起的IGZO宽带隙半导体材料作为TFT驱动,功耗大大降低。目前的iPad、iPhone等智能移动终端平均工作负载下载系统(CPU+硬盘等)的能耗和显示的能耗比例越为1:1,使用IGZO,个人电脑将节能25%,这对于iPad等靠电池工作的终端就很重要。
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