Trung hòa các-bon đề cập đến việc trồng rừng, tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải, v.v., để bù đắp lượng khí thải carbon dioxide hoặc khí nhà kính do chính nó tạo ra, để đạt được sự bù đắp tích cực và tiêu cực, để đạt được tương đối “không phát thải”. Chỉ bằng cách giảm mức tiêu thụ năng lượng mới có thể giảm lượng khí thải carbon và các chất bán dẫn dải tần rộng được đại diện bởi silicon carbide (SiC) và gallium nitride (GaN) đang đóng vai trò này! Là nhà sản xuất vật liệu bán dẫn,PAM-XIAMEN luôn hướng tới việc cung cấp hiệu suất caoSiC wafer và GaN wafercho các giải pháp trung hòa cacbon của bạn.

1. SiC & GaN Wafers bắt đầu ứng dụng quy mô lớn

Tính trung hòa carbon đã gây ra những thay đổi trong hệ thống điện và cấu trúc công nghiệp, không chỉ thúc đẩy sự phát triển của các ngành công nghiệp mới nổi như phương tiện năng lượng mới, mà còn đề xuất các chỉ số hiệu quả năng lượng cao hơn cho các kịch bản tiêu tốn nhiều năng lượng như trung tâm dữ liệu, và thúc đẩy chuyển đổi thông minh các lĩnh vực truyền thống như vận tải đường sắt. Những xu hướng mới này sẽ mở ra thị trường gia tăng đáng kể cho chất bán dẫn SiC và GaN. Vì vậy, có khả năng mở rộng đối với các tấm bán dẫn SiC và GaN trong quá trình phát điện, truyền tải và biến đổi điện năng và tiêu thụ điện năng liên quan đến tính trung hòa cacbon. Các lĩnh vực chính bao gồm xe điện, cọc sạc, chuyển đổi quang điện và năng lượng gió, và bộ sạc sản phẩm điện tử.

Ứng dụng SiC & GaN

1.1 Về điều kiện của vật liệu SiC

Giảm lượng khí thải carbon trong ngành công nghiệp ô tô là một phần quan trọng để đạt được mức carbon trung tính. Các phương tiện năng lượng mới với hiệu ứng giảm thiểu carbon rõ ràng sẽ mở ra một không gian ứng dụng rộng rãi hơn. Vật liệu bán dẫn SiC có thể cung cấp cho bộ điều khiển động cơ tỷ lệ chuyển hóa năng lượng cao hơn, thể tích nhỏ hơn và trọng lượng nhẹ hơn cho các phương tiện sử dụng năng lượng mới, do đó giảm trọng lượng của toàn bộ xe và giảm tiêu thụ năng lượng.

Sau khi Tesla đi tiên phong, ngày càng có nhiều công ty xe hơi trang bị hoặc có kế hoạch sử dụng mô-đun cacbua silicon trong các mẫu xe điện. Yole dự đoán rằng đến năm 2025, quy mô thị trường cacbua silicon trong lĩnh vực xe năng lượng mới và cọc sạc sẽ đạt 1,778 tỷ USD, chiếm khoảng 70% tổng quy mô thị trường cacbua silicon.

Vận chuyển đường sắt đang chuyển từ điều khiển phanh cơ học sang điều khiển kỹ thuật số và cacbua silicon có thể cung cấp các thiết bị lõi điện tử có thể điều khiển và ổn định hơn cho vận chuyển đường sắt. Các thiết bị năng lượng cacbua silic đã được ứng dụng và xác minh trong các bộ biến tần lực kéo cho vận chuyển đường sắt, và có tiềm năng ứng dụng rộng rãi.

1.2 Về điều khoản của vật liệu GaN

Sự xuất hiện của dữ liệu lớn, dịch vụ đám mây và trí tuệ nhân tạo đã thúc đẩy sự tăng trưởng không ngừng về năng lực xử lý của các trung tâm dữ liệu trên toàn thế giới, và số lượng triển khai máy chủ cũng tăng theo. Theo thống kê của IDC, các lô hàng máy chủ toàn cầu sẽ đạt 12,2 triệu chiếc vào năm 2020. Nguồn cung cấp năng lượng cho máy chủ dựa trên GaN có thể đóng góp hiệu quả hơn vào mục tiêu tiết kiệm năng lượng của các trung tâm dữ liệu. Một mặt, GaN có thể giảm mức tiêu thụ điện năng và tiêu thụ nhiệt của bộ nguồn máy chủ. Mặt khác, việc sản xuất thiết bị GaN cần ít bộ phận hơn so với thiết bị silicon, điều này có thể làm giảm lượng khí thải carbon cần thiết để sản xuất các bộ phận. Theo dữ liệu được báo cáo, việc sử dụng gallium nitride có thể tiết kiệm khoảng 1,9 tỷ đô la Mỹ tiền điện cho các trung tâm dữ liệu toàn cầu mỗi năm.

GaN wafer cũng hữu ích trong việc tiếp cận mức tiêu thụ điện năng của người tiêu dùng. Hiện tại, các nhà sản xuất điện thoại đã cho ra mắt sạc nhanh GaN nhằm mang đến cho người tiêu dùng trải nghiệm sạc nhanh hơn, hiệu quả hơn đồng thời giảm kích thước của bộ sạc. Đồng thời, trong các tình huống năng lượng mặt trời, bộ biến tần năng lượng mặt trời dựa trên GaN có thể đạt được khối lượng nhỏ hơn và thậm chí được người tiêu dùng đặt tại nhà, cho phép người tiêu dùng có được điện thân thiện với môi trường và tiết kiệm chi phí, giúp ích cho mục tiêu trung hòa carbon .

2. Cải thiện công nghệ SiC, GaN & Độ chín của sản phẩm để tiết kiệm năng lượng

Mặc dù triển vọng ứng dụng của chất bán dẫn dải tần rộng trong tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải đã được ngành công nghiệp công nhận, nhưng để thực sự đóng vai trò trong chiến lược “carbon kép”, cần tiếp tục cải thiện các chỉ số kỹ thuật và độ chín của sản phẩm. Để đạt được tính trung hòa cacbon hiệu quả hơn đòi hỏi phải tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng và giảm tiêu thụ năng lượng. Cacbua silic nên giảm hơn nữa sự sụt giảm điện áp chuyển tiếp để giảm tổn thất. Gali nitride cần cải thiện tính ổn định và nhất quán của sản phẩm.

Cụ thể, điện áp và tần số là chìa khóa để cải thiện hiệu suất và mở rộng ứng dụng của chất bán dẫn băng thông rộng. Lấy GaN làm ví dụ, việc tăng giới hạn điện áp trên sẽ mở rộng trường ứng dụng của GaN. Việc tăng giới hạn tần số trên sẽ đẩy nhanh quá trình tiêu chuẩn hóa và công nghiệp hóa các sản phẩm GaN.

Trong tương lai, điện áp của hệ thống ắc quy của xe điện sẽ được tăng từ 400V hiện nay lên 800V và điện áp của các thiết bị GaN sẽ được tăng từ 650V lên 1200V, có thể đáp ứng được nhu cầu của xe điện. Đồng thời, việc tăng giới hạn trên của tần số GaN sẽ thúc đẩy sự thay đổi của hình thức cung cấp điện, thực hiện mô-đun hóa và tiêu chuẩn hóa nguồn cung cấp điện GaN, đồng thời thực hiện tăng năng lực sản xuất và giảm chi phí, điều này sẽ mang lại nhiều khả năng hơn cho sự phát triển của GaN.

Để biết thêm thông tin, vui lòng liên hệ với chúng tôi qua email victorchan@powerwaywafer.com và powerwaymaterial@gmail.com.