Los semiconductores de banda prohibida ancha ayudan a lograr la "neutralidad de carbono"

Los semiconductores de banda prohibida ancha ayudan a lograr la "neutralidad de carbono"

La neutralidad de carbono se refiere a través de la forestación, el ahorro de energía y la reducción de emisiones, etc., para compensar las emisiones de dióxido de carbono o gases de efecto invernadero generadas por sí mismo, para lograr una compensación positiva y negativa, para lograr relativamente "cero emisiones". ¡Solo reduciendo el consumo de energía se pueden reducir las emisiones de carbono, y los semiconductores de banda prohibida ancha representados por el carburo de silicio (SiC) y el nitruro de galio (GaN) están desempeñando este papel! Como fabricante de materiales semiconductores,PAM-XIAMEN siempre tiene como objetivo proporcionar un alto rendimientooblea de carburo de silicio y oblea de GaNpara sus soluciones neutras en carbono.

1. Las obleas de SiC y GaN comienzan aplicaciones a gran escala

La neutralidad de carbono ha desencadenado cambios en el sistema eléctrico y la estructura industrial, que no solo promovieron el desarrollo de industrias emergentes como los vehículos de nuevas energías, sino que también propusieron indicadores de eficiencia energética más altos para escenarios de alto consumo de energía, como los centros de datos, y promover la transformación inteligente de campos tradicionales como el tránsito ferroviario. Estas nuevas tendencias abrirán mercados incrementales considerables para los semiconductores de SiC y GaN. Por lo tanto, existe una capacidad de expansión para las obleas de semiconductores de SiC y GaN en la generación de energía, la transmisión y transformación de energía y el consumo de energía involucrados en la neutralidad de carbono. Las áreas clave incluyen vehículos eléctricos, pilas de carga, conversión de energía fotovoltaica y eólica y cargadores de productos electrónicos.

Aplicaciones de SiC y GaN

Aplicaciones de SiC y GaN

1.1 En términos de material SiC

Reducir las emisiones de carbono en la industria automotriz es una parte importante para lograr la neutralidad en carbono. Los nuevos vehículos de energía con efectos evidentes de reducción de carbono marcarán el comienzo de un espacio de aplicación más amplio. Los materiales semiconductores de SiC pueden proporcionar a los controladores de motor una tasa de conversión de energía más alta, un volumen más pequeño y un peso más ligero para vehículos de nueva energía, lo que reduce el peso de todo el vehículo y reduce el consumo de energía.

Después de que Tesla fuera pionera, cada vez más compañías automotrices están equipadas o planean usar módulos de carburo de silicio en modelos eléctricos. Yole predice que para 2025, el tamaño del mercado del carburo de silicio en el campo de los vehículos de nueva energía y las pilas de carga alcanzará los 1778 millones de USD, lo que representa alrededor del 70 % del tamaño total del mercado del carburo de silicio.

El tránsito ferroviario está pasando del control de freno mecánico al control digital, y el carburo de silicio puede proporcionar dispositivos centrales electrónicos más estables y controlables para el tránsito ferroviario. Los dispositivos de potencia de carburo de silicio se han aplicado y verificado en inversores de tracción para transporte ferroviario y tienen un amplio potencial de aplicación.

1.2 En términos de material de GaN

La aparición de big data, servicios en la nube e inteligencia artificial ha impulsado el crecimiento continuo de la capacidad de procesamiento de los centros de datos de todo el mundo y, en consecuencia, la cantidad de implementaciones de servidores ha aumentado. Según las estadísticas de IDC, los envíos globales de servidores alcanzarán los 12,2 millones de unidades en 2020. Las fuentes de alimentación para servidores basadas en GaN pueden contribuir de manera más eficiente a los objetivos de ahorro de energía de los centros de datos. Por un lado, GaN puede reducir el consumo de energía y el consumo de calor de las fuentes de alimentación del servidor. Por otro lado, la producción de dispositivos GaN requiere menos piezas que los dispositivos de silicio, lo que puede reducir las emisiones de carbono necesarias para producir piezas. Según los datos informados, el uso de nitruro de galio puede ahorrar alrededor de 1900 millones de dólares estadounidenses en facturas de electricidad para los centros de datos globales cada año.

Las obleas de GaN también son útiles para abordar el consumo de energía del consumidor. En la actualidad, los fabricantes de teléfonos móviles han lanzado la carga rápida de GaN para brindar a los consumidores una experiencia de carga más rápida y eficiente al mismo tiempo que reducen el tamaño del cargador. Al mismo tiempo, en escenarios solares, los inversores solares basados ​​en GaN pueden alcanzar un volumen más pequeño e incluso ser colocados en casa por los consumidores, lo que les permite obtener electricidad rentable y respetuosa con el medio ambiente, lo que es útil para el objetivo de la neutralidad de carbono. .

2. Mejorar la tecnología SiC, GaN y la madurez del producto para la eficiencia energética

Si bien la industria ha reconocido la perspectiva de aplicación de los semiconductores de banda prohibida ancha en la conservación de energía y la reducción de emisiones, para desempeñar realmente un papel en la estrategia de "carbono dual", es necesario continuar mejorando los indicadores técnicos y la madurez del producto. Lograr la neutralidad de carbono de manera más efectiva requiere optimizar la eficiencia energética y reducir el consumo de energía. El carburo de silicio debería reducir aún más la caída de tensión directa para reducir las pérdidas. El nitruro de galio necesita mejorar la estabilidad y consistencia del producto.

Específicamente, el voltaje y la frecuencia son las claves para la mejora del rendimiento y la expansión de aplicaciones de los semiconductores de banda prohibida ancha. Tomando GaN como ejemplo, el aumento en el límite superior de voltaje expandirá el campo de aplicación de GaN. El aumento del límite de frecuencia superior acelerará la estandarización e industrialización de los productos de GaN.

En el futuro, el voltaje del sistema de batería de los vehículos eléctricos aumentará de los actuales 400 V a 800 V, y el voltaje de los dispositivos de GaN aumentará de 650 V a 1200 V, lo que puede satisfacer las necesidades de los vehículos eléctricos. Al mismo tiempo, el aumento en el límite superior de la frecuencia de GaN promoverá el cambio de la forma de suministro de energía, hará posible la modularización y estandarización del suministro de energía de GaN y logrará el aumento de la capacidad de producción y la reducción de costos. lo que traerá más posibilidades para el desarrollo de GaN.

PowerwayOblea

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