La neutralità del carbonio si riferisce attraverso l'imboschimento, il risparmio energetico e la riduzione delle emissioni, ecc., Per compensare le emissioni di anidride carbonica o di gas serra generate dallo stesso, per ottenere una compensazione positiva e negativa, per ottenere emissioni relativamente "zero". Solo riducendo il consumo di energia è possibile ridurre le emissioni di carbonio e i semiconduttori a banda larga rappresentati dal carburo di silicio (SiC) e dal nitruro di gallio (GaN) svolgono questo ruolo! In qualità di produttore di materiali semiconduttori,PAM-XIAMEN mira sempre a fornire prestazioni elevatecialda di SiC e Wafer di GaNper le vostre soluzioni carbon neutral.
1. Wafer SiC e GaN iniziano applicazioni su larga scala
La neutralità del carbonio ha innescato cambiamenti nel sistema elettrico e nella struttura industriale, che non solo hanno promosso lo sviluppo di industrie emergenti come i veicoli a nuova energia, ma hanno anche proposto indicatori di efficienza energetica più elevati per scenari ad alto consumo energetico come i data center e promuovono il trasformazione intelligente di settori tradizionali come il trasporto ferroviario. Queste nuove tendenze apriranno considerevoli mercati incrementali per i semiconduttori SiC e GaN. Quindi c'è capacità di espansione per i wafer semiconduttori SiC e GaN nella produzione di energia, trasmissione e trasformazione di energia e consumo di energia coinvolti nella neutralità del carbonio. Le aree chiave includono veicoli elettrici, pile di ricarica, conversione di energia fotovoltaica ed eolica e caricabatterie per prodotti elettronici.
Applicazioni SiC e GaN
1.1 In termini di materiale SiC
La riduzione delle emissioni di carbonio nell'industria automobilistica è una parte importante per raggiungere la neutralità del carbonio. I nuovi veicoli energetici con evidenti effetti di riduzione del carbonio introdurranno uno spazio di applicazione più ampio. I materiali semiconduttori SiC possono fornire ai controller dei motori un tasso di conversione dell'energia più elevato, un volume più piccolo e un peso più leggero per i veicoli di nuova energia, riducendo così il peso dell'intero veicolo e riducendo il consumo di energia.
Dopo che Tesla ha aperto la strada, sempre più case automobilistiche sono dotate o prevedono di utilizzare moduli in carburo di silicio nei modelli elettrici. Yole prevede che entro il 2025, la dimensione del mercato del carburo di silicio nel campo dei veicoli a nuova energia e delle pile di ricarica raggiungerà 1,778 miliardi di dollari, rappresentando circa il 70% della dimensione totale del mercato del carburo di silicio.
Il trasporto ferroviario si sta spostando dal controllo del freno meccanico al controllo digitale e il carburo di silicio può fornire dispositivi elettronici più stabili e controllabili per il trasporto ferroviario. I dispositivi di alimentazione al carburo di silicio sono stati applicati e verificati negli inverter di trazione per il trasporto ferroviario e hanno un ampio potenziale di applicazione.
1.2 In termini di materiale GaN
L'emergere di big data, servizi cloud e intelligenza artificiale ha guidato la continua crescita della capacità di elaborazione dei data center in tutto il mondo e il numero di implementazioni di server è aumentato di conseguenza. Secondo le statistiche IDC, le spedizioni globali di server raggiungeranno 12,2 milioni di unità nel 2020. Gli alimentatori per server basati su GaN possono contribuire in modo più efficiente agli obiettivi di risparmio energetico dei data center. Da un lato, GaN può ridurre il consumo energetico e il consumo di calore degli alimentatori dei server. D'altra parte, la produzione di dispositivi GaN richiede meno parti rispetto ai dispositivi al silicio, il che può ridurre le emissioni di carbonio necessarie per produrre parti. Secondo i dati riportati, l'uso del nitruro di gallio può far risparmiare circa 1,9 miliardi di dollari USA in bollette elettriche per i data center globali ogni anno.
I wafer GaN sono utili anche per avvicinarsi al consumo energetico dei consumatori. Al momento, i produttori di telefoni cellulari hanno lanciato la ricarica rapida GaN per offrire ai consumatori un'esperienza di ricarica più rapida ed efficiente riducendo le dimensioni del caricabatterie. Allo stesso tempo, negli scenari solari, gli inverter solari basati su GaN possono raggiungere un volume inferiore e persino essere collocati a casa dai consumatori, consentendo ai consumatori di ottenere elettricità rispettosa dell'ambiente ed economicamente vantaggiosa, utile per l'obiettivo della neutralità del carbonio .
2. Migliorare la tecnologia SiC, GaN e la maturità dei prodotti per l'efficienza energetica
Sebbene la prospettiva di applicazione dei semiconduttori a banda larga nel risparmio energetico e nella riduzione delle emissioni sia stata riconosciuta dall'industria, per poter davvero svolgere un ruolo nella strategia del "dual carbon", è necessario continuare a migliorare gli indicatori tecnici e la maturità del prodotto. Raggiungere la neutralità del carbonio in modo più efficace richiede l'ottimizzazione dell'efficienza energetica e la riduzione del consumo energetico. Il carburo di silicio dovrebbe ridurre ulteriormente la caduta di tensione diretta per ridurre le perdite. Il nitruro di gallio deve migliorare la stabilità e la consistenza del prodotto.
In particolare, la tensione e la frequenza sono le chiavi per il miglioramento delle prestazioni e l'espansione delle applicazioni dei semiconduttori a banda larga. Prendendo come esempio il GaN, l'aumento del limite di tensione superiore amplierà il campo di applicazione del GaN. L'aumento del limite di frequenza superiore accelererà la standardizzazione e l'industrializzazione dei prodotti GaN.
In futuro, la tensione del sistema di batterie dei veicoli elettrici sarà aumentata dagli attuali 400 V a 800 V e la tensione dei dispositivi GaN sarà aumentata da 650 V a 1200 V, in grado di soddisfare le esigenze dei veicoli elettrici. Allo stesso tempo, l'aumento del limite superiore della frequenza del GaN promuoverà il cambio della forma di alimentazione, renderà possibile la modularizzazione e standardizzazione dell'alimentazione GaN e realizzerà l'aumento della capacità di produzione e la riduzione dei costi, che porterà maggiori possibilità per lo sviluppo di GaN.
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