Кіріспе
Power Technology қазіргі заманғы электрондық құрылғылардың негізі болып табылады және технологиялық жетістік ретінде, қуат жүйесінің жақсаруына сұраныс көтеріле бермейді. Осы тұрғыда жартылай өткізгіш материалдарды таңдау өте маңызды болады. Дәстүрлі кремний (SI) жартылай өткізгіштері әлі де кеңінен қолданылады, ал галлий нитриді (gan) және кремний карбиді (SIC) сияқты дамып келе жатқан материалдар өнімділігі жоғары қуат технологияларында танымал болып келеді. Бұл мақалада осы үш материалдың электр технологияларындағы айырмашылықтарын, олардың қолданбалы сценарийлеріндегі айырмашылықтарын, олардың қолданбалы сценарийлері және қазіргі нарықтық тенденциялар, ал болашақта SIC-тің неліктен маңызды екенін түсіну үшін осы үш материал бар.
1. Кремний (SI) - дәстүрлі қуат жартылай өткізгіш материалы
1.1 Сипаттамалары мен артықшылықтары
Кремний - электроника саласындағы ондаған жылдар бойы электронды өнеркәсіп саласында пионер материалы. SI-негізіндегі құрылғылар жетілген өндірістік процестер мен қолдан қосымшалар базасы, арзанырақ құндылықтар мен жақсы белгіленген жеткізу тізбегі сияқты артықшылықтар ұсынады. Кремний құрылғылары жақсы электр өткізгіштік көрсетіліп, оларды электроникалық электроникадан, қуатты тұтыну электроникасынан жоғары қуатты өнеркәсіптік жүйелерге дейін өткізеді.
1.2 Шектеулер
Алайда, жоғары тиімділікке және электр жүйелерінің тиімділігіне сұраныс артып, кремний құрылғыларының шектеулері айқындалады. Біріншіден, кремний жоғары жиілікті және жоғары температуралық жағдайларға нашар жұмыс істейді, энергия шығынын арттырады және жүйенің тиімділігінің төмендеуіне әкеледі. Сонымен қатар, кремнийдің төменгі жылу өткізгіштігі жүйенің сенімділігі мен қызмет ету мерзіміне әсер ететін жоғары қуатты қосымшаларда термиялық басқаруды қиындатады.
1.3 Қолданбалар
Осы қиындықтарға қарамастан, кремний құрылғылары көптеген дәстүрлі қосымшаларда, әсіресе, аккумуляторлы тұтынушылар электроникасы және орташа деңгейлі тұтынушылар, DC-DC түрлендіргіштері, тұрмыстық техника, тұрмыстық техника және жеке есептеу құрылғылары сияқты.
2. Галлий нитриді (GAN) - пайда болатын жоғары өнімді материал
2.1 Сипаттамалары мен артықшылықтары
Галлий нитриді - бұл кең жолақжартылай өткізгішЖоғары деңгейлі өріс, жоғары электронды ұтқырлықпен және төмен қарсылыққа сипатталатын материал. Кремниймен салыстырғанда, ган құрылғылары жоғары жиіліктермен жұмыс істей алады, қуат көздеріндегі пассивті компоненттердің мөлшерін едәуір азайтады және қуат тығыздығының жоғарылауы. Сонымен қатар, GAN құрылғылары өздерінің төмендеуі мен коммутациясының, әсіресе орташа деңгейдегі және жоғары жиілікті қосымшалардан бастап электр энергиясының тиімділігін едәуір арттыра алады.
2.2 Шектеулер
Ганның маңызды артықшылықтарына қарамастан, оның өндірістік шығындары салыстырмалы түрде жоғары болып, тиімділік пен мөлшері өте маңызды. Сонымен қатар, GAN технологиясы әлі де дамудың ерте сатысында, ұзақ мерзімді сенімділік пен жаппай өндірістің жетілдірілуін одан әрі тексеруді қажет етеді.
2.3 Қолдану аймақтары
GAN құрылғыларының жоғары жиілігі және жоғары тиімділігі жоғары сипаттамалары көптеген дамушы кен орындарында, соның ішінде жылдам зарядтағыштар, 5G коммуникациялық қуат көздері, тиімді инверторлар және аэроғарыштық электроника бойынша қабылдады. Технологиялық жетістіктер мен шығындар түскендей, gan кең таралған рөл атқарады деп күтілуде.
3. Кремний карбиді (SIC) - жоғары вольтты қосымшалар үшін артықшылықты материал
3.1 Сипаттамалары мен артықшылықтары
Кремний карбиді - бұл тағы бір кең диапазонда өткізгіш материалы - бұл кремнийге қарағанда едәуір жоғары далалар, жылу өткізгіштік және электронды қанықтыру жылдамдығы. Жоғары вольтты және жоғары қуатты қосымшалардағы Excel, әсіресе электрлік көліктер (EVS) және өнеркәсіптік инверторларда SIC құрылғылары. СИК-тің жоғары кернеулі төзімділігі және коммутацияның төмен шығындары оны қуатты үнемдеудің тиімді таңдауы және қуаттың тығыздығын оңтайландыру үшін тамаша таңдау жасайды.
3.2 Шектеулер
Ганға ұқсас, SIC құрылғыларының өндірісі қымбат, күрделі өндірістік процестермен. Бұл оларды EV Power Systems, жаңартылатын энергия жүйелері, жоғары вольтты инверторлар және ақылды желілік жабдық сияқты жоғары құнды қосымшаларға қолдануды шектейді.
3.3 Қолдану аймақтары
SIC тиімді, жоғары вольтты сипаттамалары EV инверторлары мен зарядтағыштар, жоғары қуатты күндер, жел энерішендері, жел энерішендері, жел энергетикасы және басқалар сияқты жоғары қуатты электроника құрылғыларында кеңінен қолданылады. Нарықтық сұраныс өсіп, технологиялар жетістіктері ретінде осы өрістерде SIC құрылғыларын қолдану кеңеюді жалғастырады.
4. Нарықтық трендті талдау
4.1 Ган және ӘЖК нарықтарының қарқынды өсуі
Қазіргі уақытта электрмен жабдықтау нарығы дәстүрлі кремний құрылғыларынан ган және ӘЖК құрылғыларына біртіндеп ауысып, трансформациядан өтеді. Нарық зерттеулерінің хабарлауынша, ган және ӘЖК құрылғыларының нарығы қарқынды кеңеюде және алдағы жылдары жоғары өсу траекториясын жалғастырады деп күтілуде. Бұл үрдіс, ең алдымен, бірнеше факторлармен басқарылады:
- ** Электромобильдердің көбеюі **: EV нарығының қарқынды кеңейген сайын, жоғары тиімділігі жоғары, жоғары вольтты электр қуатына деген сұраныс едәуір артады. Жоғары вольтты қосымшаларда жоғары нәтижелеріне байланысты SIC құрылғылары артықшылықты таңдау болдыEV Power Systems.
- ** Жаңартылатын энергияны дамыту **: Күн және жел күші сияқты жаңартылатын энергия өндіру жүйелері қуатты конверсиялаудың тиімді технологияларын қажет етеді. Осы жүйелерде олардың жоғары тиімділігі мен сенімділігі бар SIC құрылғылары кеңінен қолданылады.
- ** тұтынушы электрониканы жаңарту **: Смартфондар мен ноутбуктер сияқты тұтынушы электроника жоғары өнімділікке және батареяның ұзағырақ өміріне дейін дамиды, өйткені олар жоғары жиілікті және жоғары тиімділік сипаттамаларына байланысты қарқынды зарядтағыштар мен қуат адаптерлерінде көбірек қабылданады.
4.2 Неліктен GAN және SIC таңдаңыз
GAN мен SIC-ке кең таралған назар, ең алдымен, олардың нақты қосымшалардағы кремний құрылғыларына қарағанда жоғары көрсеткіштерінен тұрады.
- ** Жоғары тиімділік **: жоғары жиілікті және жоғары вольтты қосымшалардағы Excel бағдарламасы, энергия шығынын едәуір төмендетеді және жүйенің тиімділігін арттыру. Бұл әсіресе электрлік көліктерде, жаңартылатын энергияда және жоғары өнімді электроникада өте маңызды.
- ** Кішігірім мөлшері **: Себебі ган және ӘЖК құрылғылары жоғары жиіліктерде жұмыс істей алады, өйткені электр дизайнерлері пассивті компоненттердің мөлшерін азайтуға, олар жалпы қуат жүйесінің мөлшерін қысқарта алады. Бұл тұтынушылық электроника және аэроғарыштық жабдық сияқты миниатюрация және жеңіл дизайнды талап ететін қосымшалар үшін өте маңызды.
- ** Сенімділіктің жоғарылауы **: SIC құрылғылары жоғары температуралы, жоғары вольтты ортада ерекше жылу тұрақтылығы мен сенімділігі, сыртқы салқындату қажеттілігін төмендетеді және құрылғыны қалпына келтіру керек.
5. Қорытынды
Қазіргі заманғы энергетикалық технологияның эволюциясында жартылай өткізгіш материалдарды таңдау жүйенің жұмысы мен қолданылу мүмкіндігіне тікелей әсер етеді. Силикон әлі күнге дейін дәстүрлі күшке қосымшалар нарығында басым болған кезде, gan және SIC технологиялары тез жетілгендей тиімді, жоғары тығыздық және жоғары сенімділікті арттыру үшін ең жақсы таңдау болып табылады.
Ган тұтынушыға тез енедіэлектроникажәне жоғары жиілікті және жоғары тиімділік сипаттамаларына байланысты байланыс секторлары, ал SIC жоғары вольтты, жоғары қуатты қосымшаларда, электромобильдер мен жаңартылатын энергия жүйелеріндегі негізгі материалға айналуда. Шығындарды азайту және технологиялар дамыған сайын, Ган және ӘЖК кремний құрылғыларын кеңінен қолданбалы, жүргізуші энергетикалық технологияны дамытудың жаңа кезеңіне ауыстырады деп күтілуде.
GAN және SIC басқарған бұл революция күш-жігердің өзгеруін ғана өзгертпейді, сонымен қатар тұтынушы электроникадан энергияны энергияны энергиямен басқаруға, оларды жоғары тиімділікке және экологиялық таза бағыттарға итермелейді.
POST уақыты: AUG-28-2024