Les semi-conducteurs à large bande interdite aident à atteindre la « neutralité carbone »

Les semi-conducteurs à large bande interdite aident à atteindre la « neutralité carbone »

La neutralité carbone fait référence au boisement, aux économies d'énergie et à la réduction des émissions, etc., pour compenser les émissions de dioxyde de carbone ou de gaz à effet de serre générées par elles-mêmes, pour obtenir une compensation positive et négative, pour atteindre des émissions relativement « nulles ». Seule la réduction de la consommation d'énergie permet de réduire les émissions de carbone, et les semi-conducteurs à large bande interdite représentés par le carbure de silicium (SiC) et le nitrure de gallium (GaN) jouent ce rôle ! En tant que fabricant de matériaux semi-conducteurs,PAM-XIAMEN vise toujours à fournir des performances élevéesplaquette SiC et plaquette de GaNpour vos solutions neutres en carbone.

1. Les tranches de SiC et de GaN commencent des applications à grande échelle

La neutralité carbone a déclenché des changements dans le système électrique et la structure industrielle, qui ont non seulement favorisé le développement d'industries émergentes telles que les véhicules à énergie nouvelle, mais ont également proposé des indicateurs d'efficacité énergétique plus élevés pour les scénarios à forte consommation d'énergie tels que les centres de données, et transformation intelligente de domaines traditionnels comme le transport ferroviaire. Ces nouvelles tendances ouvriront des marchés incrémentaux considérables pour les semi-conducteurs SiC et GaN. Il existe donc une capacité d'expansion pour les tranches de semi-conducteurs SiC et GaN dans la production d'énergie, la transmission et la transformation d'énergie, et la consommation d'énergie impliquée dans la neutralité carbone. Les domaines clés comprennent les véhicules électriques, les piles de recharge, la conversion de l'énergie photovoltaïque et éolienne et les chargeurs de produits électroniques.

Applications SiC et GaN

Applications SiC et GaN

1.1 En termes de matériau SiC

La réduction des émissions de carbone dans l'industrie automobile est un élément important pour atteindre la neutralité carbone. Les véhicules à énergie nouvelle avec des effets évidents de réduction des émissions de carbone ouvriront un espace d'application plus large. Les matériaux semi-conducteurs SiC peuvent fournir aux contrôleurs de moteur un taux de conversion d'énergie plus élevé, un volume plus petit et un poids plus léger pour les véhicules à énergie nouvelle, réduisant ainsi le poids de l'ensemble du véhicule et réduisant la consommation d'énergie.

Après le lancement de Tesla, de plus en plus de constructeurs automobiles sont équipés ou prévoient d'utiliser des modules en carbure de silicium dans des modèles électriques. Yole prévoit que d'ici 2025, la taille du marché du carbure de silicium dans le domaine des véhicules à énergie nouvelle et des piles de charge atteindra 1,778 milliard de dollars américains, soit environ 70 % de la taille totale du marché du carbure de silicium.

Le transport ferroviaire passe du contrôle mécanique des freins au contrôle numérique, et le carbure de silicium peut fournir des dispositifs électroniques centraux plus stables et contrôlables pour le transport ferroviaire. Les dispositifs d'alimentation en carbure de silicium ont été appliqués et vérifiés dans les onduleurs de traction pour le transport ferroviaire et ont un large potentiel d'application.

1.2 En termes de matériau GaN

L'émergence des mégadonnées, des services cloud et de l'intelligence artificielle a entraîné la croissance continue de la capacité de traitement des centres de données dans le monde entier, et le nombre de déploiements de serveurs a augmenté en conséquence. Selon les statistiques d'IDC, les expéditions mondiales de serveurs atteindront 12,2 millions d'unités en 2020. Les alimentations de serveurs à base de GaN peuvent contribuer plus efficacement aux objectifs d'économie d'énergie des centres de données. D'une part, le GaN peut réduire la consommation d'énergie et la consommation de chaleur des alimentations des serveurs. D'autre part, la production de dispositifs GaN nécessite moins de pièces que les dispositifs au silicium, ce qui peut réduire les émissions de carbone nécessaires à la production de pièces. Selon les données rapportées, l'utilisation du nitrure de gallium peut permettre d'économiser chaque année environ 1,9 milliard de dollars américains sur les factures d'électricité des centres de données mondiaux.

Les tranches de GaN sont également utiles pour approcher la consommation d'énergie des consommateurs. À l'heure actuelle, les fabricants de téléphones mobiles ont lancé la charge rapide GaN pour offrir aux consommateurs une expérience de charge plus rapide et plus efficace tout en réduisant la taille du chargeur. Dans le même temps, dans les scénarios solaires, les onduleurs solaires à base de GaN peuvent atteindre un volume plus petit et même être placés à la maison par les consommateurs, permettant aux consommateurs d'obtenir une électricité respectueuse de l'environnement et rentable, ce qui est utile pour l'objectif de neutralité carbone. .

2. Améliorer la technologie SiC, GaN et la maturité des produits pour une efficacité énergétique

Bien que la perspective d'application des semi-conducteurs à large bande interdite dans la conservation de l'énergie et la réduction des émissions ait été reconnue par l'industrie, afin de vraiment jouer un rôle dans la stratégie « double carbone », il est nécessaire de continuer à améliorer les indicateurs techniques et la maturité des produits. Atteindre plus efficacement la neutralité carbone nécessite d'optimiser l'efficacité énergétique et de réduire la consommation d'énergie. Le carbure de silicium devrait réduire davantage la chute de tension directe pour réduire les pertes. Le nitrure de gallium doit améliorer la stabilité et la consistance du produit.

Plus précisément, la tension et la fréquence sont les clés de l'amélioration des performances et de l'expansion des applications des semi-conducteurs à large bande interdite. En prenant le GaN comme exemple, l'augmentation de la limite de tension supérieure élargira le champ d'application du GaN. L'augmentation de la limite supérieure de fréquence va accélérer la standardisation et l'industrialisation des produits GaN.

À l'avenir, la tension du système de batterie des véhicules électriques passera de 400V à 800V, et la tension des dispositifs GaN passera de 650V à 1200V, ce qui peut répondre aux besoins des véhicules électriques. Dans le même temps, l'augmentation de la limite supérieure de la fréquence de GaN favorisera le changement de la forme d'alimentation, rendra possible la modularisation et la standardisation de l'alimentation GaN, et réalisera l'augmentation de la capacité de production et la réduction des coûts, ce qui apportera plus de possibilités pour le développement du GaN.

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