Широкозонные полупроводники помогают достичь «углеродной нейтральности»

Широкозонные полупроводники помогают достичь «углеродной нейтральности»

Углеродная нейтральность относится к лесонасаждению, энергосбережению и сокращению выбросов и т. д., чтобы компенсировать выбросы двуокиси углерода или парниковых газов, генерируемых им самим, для достижения положительного и отрицательного смещения, для достижения относительно «нулевых выбросов». Только за счет снижения энергопотребления можно уменьшить выбросы углерода, и эту роль играют широкозонные полупроводники, представленные карбидом кремния (SiC) и нитридом галлия (GaN)! Как производитель полупроводниковых материалов,PAM-XIAMEN всегда стремится обеспечить высокую производительностьSiC-пластина и GaN пластинадля ваших углеродно-нейтральных решений.

1. Пластины SiC и GaN начинают широкомасштабное применение

Углеродная нейтральность привела к изменениям в энергосистеме и структуре промышленности, что не только способствовало развитию новых отраслей, таких как транспортные средства на новых источниках энергии, но также предложило более высокие показатели энергоэффективности для сценариев с высоким энергопотреблением, таких как центры обработки данных, и способствовало интеллектуальная трансформация традиционных областей, таких как железнодорожный транспорт. Эти новые тенденции откроют значительные дополнительные рынки для полупроводников SiC и GaN. Таким образом, существует возможность расширения для полупроводниковых пластин SiC и GaN в производстве электроэнергии, передаче и преобразовании энергии, а также в потреблении энергии, связанной с углеродной нейтральностью. Ключевые области включают электромобили, зарядные устройства, преобразование фотоэлектрической и ветровой энергии, а также зарядные устройства для электронных продуктов.

Применение SiC и GaN

Применение SiC и GaN

1.1 С точки зрения материала SiC

Сокращение выбросов углерода в автомобильной промышленности является важной частью достижения углеродно-нейтрального состояния. Транспортные средства на новой энергии с очевидным эффектом сокращения выбросов углерода откроют более широкую область применения. Полупроводниковые материалы SiC могут обеспечить контроллеры двигателей с более высокой скоростью преобразования энергии, меньшим объемом и меньшим весом для транспортных средств, работающих на новых источниках энергии, тем самым уменьшая вес всего транспортного средства и снижая потребление энергии.

После того, как Tesla стала пионером, все больше и больше автомобильных компаний оснащают или планируют использовать модули из карбида кремния в электрических моделях. Yole прогнозирует, что к 2025 году объем рынка карбида кремния в области новых энергетических транспортных средств и зарядных устройств достигнет 1,778 млрд долларов США, что составит около 70% от общего объема рынка карбида кремния.

Железнодорожный транспорт переходит от механического управления тормозом к цифровому управлению, и карбид кремния может обеспечить более стабильные и управляемые электронные базовые устройства для железнодорожного транспорта. Силовые устройства из карбида кремния были применены и проверены в тяговых инверторах для железнодорожного транспорта и имеют широкий потенциал применения.

1.2 С точки зрения материала GaN

Появление больших данных, облачных сервисов и искусственного интеллекта привело к постоянному росту вычислительной мощности центров обработки данных по всему миру, и соответственно увеличилось количество развертываний серверов. Согласно статистике IDC, мировые поставки серверов достигнут 12,2 млн единиц в 2020 году. Серверные блоки питания на основе GaN могут более эффективно способствовать достижению целей энергосбережения центров обработки данных. С одной стороны, GaN может снизить энергопотребление и тепловыделение серверных блоков питания. С другой стороны, для производства GaN-устройств требуется меньше деталей, чем для кремниевых устройств, что может снизить выбросы углерода, необходимые для производства деталей. Согласно опубликованным данным, использование нитрида галлия может сэкономить около 1,9 миллиарда долларов США на счетах за электроэнергию для глобальных центров обработки данных каждый год.

Пластины GaN также полезны для приближения к потребительскому энергопотреблению. В настоящее время производители мобильных телефонов запустили быструю зарядку GaN, чтобы предоставить потребителям более быструю и эффективную зарядку при уменьшении размера зарядного устройства. В то же время в солнечных сценариях солнечные инверторы на основе GaN могут достигать меньшего объема и даже размещаться потребителями дома, позволяя потребителям получать экологически чистую и экономичную электроэнергию, что способствует достижению цели углеродной нейтральности. .

2. Улучшение технологий SiC, GaN и зрелости продуктов для повышения энергоэффективности

Хотя перспективность применения широкозонных полупроводников для энергосбережения и сокращения выбросов была признана в отрасли, чтобы действительно играть роль в стратегии «двойного углерода», необходимо продолжать улучшать технические показатели и зрелость продукта. Более эффективное достижение углеродной нейтральности требует оптимизации энергоэффективности и сокращения энергопотребления. Карбид кремния должен еще больше уменьшить прямое падение напряжения, чтобы уменьшить потери. Нитрид галлия должен улучшить стабильность и консистенцию продукта.

В частности, напряжение и частота являются ключом к повышению производительности и расширению области применения широкозонных полупроводников. На примере GaN увеличение верхнего предела напряжения расширит область применения GaN. Увеличение верхнего предела частоты ускорит стандартизацию и индустриализацию продуктов GaN.

В будущем напряжение аккумуляторной системы электромобилей будет повышено с нынешних 400В до 800В, а напряжение устройств GaN будет увеличено с 650В до 1200В, что может удовлетворить потребности электромобилей. В то же время увеличение верхнего предела частоты GaN будет способствовать изменению формы источника питания, сделает возможным модульность и стандартизацию источника питания GaN, а также обеспечит увеличение производственных мощностей и снижение стоимости. что принесет больше возможностей для развития GaN.

powerwaywafer

Для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь с нами по электронной почте по адресу victorchan@powerwaywafer.com и powerwaymaterial@gmail.com.

Поделиться этой записью