英飞凌：GaN布局与金刚石衬底探索

英飞凌作为全球领先的半导体企业，正在积极推动氮化镓（GaN）功率器件在AI数据中心、机器人和可再生能源等领域的应用。根据近期报道，英飞凌GaN业务线高级副总裁Johannes Schoiswohl博士透露，公司正通过推进具备可扩展性的300mm GaN功率晶圆技术，使单片晶圆的芯片数量提升至原来的2.3倍，从而显著降低成本，使其接近传统硅技术。除此之外也在探索使用金刚石（diamond）、蓝宝石（sapphire）和工程衬底等新型材料来制造GaN器件。

在英飞凌的公开表述中，GaN 被明确放入 AI 数据中心电源架构升级的核心环节。Johannes Schoiswohl 指出，在当前逐步走向主流的 800V→48V 中间母线（IBC）架构中，采用堆叠拓扑的 650V GaN 在功率密度和系统效率之间表现出明显优势，已经被越来越多客户选用。

这一判断非常关键，它意味着：GaN 已经跨过“能不能用”的阶段，进入“大规模部署并承受极端工况”的阶段。

而一旦进入这一阶段，问题就不再只集中在开关损耗或效率数字上，而会迅速转向系统层面的长期稳定性——尤其是热。

AI数据中心放大了 GaN 的优势，也同步放大了“热问题”

与消费电子或一般工业应用不同，AI 数据中心的电源系统具有几个鲜明特征：

长时间高负载运行

单机功率持续提升

对体积、能效和可靠性要求极高

在这种工况下，GaN 器件的高频、高功率密度优势被充分释放，但同时也带来更高的热流密度。当开关频率提升到数百 kHz 甚至 MHz 级时，器件内部产生的热量如果不能快速导出，将直接影响结温、寿命和系统可扩展性。

这也是为什么，在英飞凌讨论 GaN 在 AI 数据中心中的应用前景时，话题会自然延伸到衬底和散热材料本身。

从材料角度看，金刚石并不是新概念，但在很长一段时间内，其被认为“性能远超需求、成本难以接受”。而 AI 数据中心正在改变这一判断逻辑。

金刚石的核心价值在于其超高热导率所带来的系统级收益，更低的器件结温，更均匀的热扩散，更高的功率密度设计上限。

当数据中心的目标从“单个器件成本最低”转向“单位空间内算力和能效最大化”时，热管理本身就成为系统经济性的一部分。在这种背景下，金刚石开始从“实验室材料”进入高端电源应用的工程讨论清单。

需要强调的是，英飞凌当前提及金刚石、蓝宝石和工程化衬底，并不意味着全面转向全金刚石 GaN 路线。更现实、也更可能率先落地的方向包括：GaN-on-diamond 结构；金刚石热扩展层或复合散热基板；与现有 GaN-on-Si 工艺兼容的异质集成方案……

这些路径的共同点在于：不改变 GaN 已经成熟的制造体系，而是针对 AI 数据中心这一极端应用场景，补齐热管理短板。

最后

总体来看，金刚石并不一定会成为 GaN 功率器件的普适标配，但在 AI 数据中心这一极端工况场景中，它有可能成为放大 GaN 性能优势、突破系统热瓶颈的关键材料之一。

未来几年，围绕 800V 架构、48V IBC、高频 GaN 与先进散热材料的协同优化，或将成为数据中心电源技术演进的重要分支。而金刚石，也正在从“实验室材料”逐步进入高算力基础设施的工程讨论清单。