לפני מספר ימים, מר צ'ן זיינג, מנהל שיווק של Infineon Industrial Power Control Division, סין רבתי, ומר Cheng Wentao, Infineon Technology Power and Sensing, מנהל שיווק יישומים של סין רבתי, דנו בערך של מוליכים למחצה מהדור השלישי טכנולוגיה ופיתוח תעשייתי בראיון לתקשורת. פרשנות מעמיקה של טכנולוגיה ומגמות טכנולוגיות.
בעידן שלאחר המור, מצד אחד, החברה האנושית רודפת אחר שיפור איכות החיים באמצעות טכנולוגיות כמו האינטרנט של הכל, בינה מלאכותית, ביג דאטה, ערים חכמות ותחבורה חכמה וקצב הפיתוח. מאיץ. מצד שני, שיפור תנאי האקלים העולמי באמצעות חיים דלי פחמן הפך יותר ויותר לקונצנזוס של כולם.
כיום, כשליש מהביקוש לאנרגיה בעולם הוא ביקוש לחשמל. הביקוש הגובר לאנרגיה, המיצוי ההדרגתי של משאבי דלק מאובנים ושינויי האקלים מחייבים אותנו למצוא ייצור, העברה והפצה של אנרגיה חכמים ויעילים יותר. , אחסון ושימוש.
בכל שרשרת המרת האנרגיה, פוטנציאל החיסכון באנרגיה של טכנולוגיית מוליכים למחצה מהדור השלישי יכול לתרום תרומה גדולה להשגת יעדי חיסכון באנרגיה גלובליים ארוכי טווח. בנוסף, מוצרים ופתרונות רחבים ברווח פס תורמים לשיפור היעילות, הגדלת הצפיפות, הקטנת הגודל, הפחתת המשקל והפחתת העלויות הכוללות. לכן, הם יהיו בשימוש נרחב בתחבורה, מרכזי נתונים, מבנים חכמים, מכשירי חשמל ביתיים, מכשירים אלקטרוניים אישיים ועוד. תורמים לשיפור יעילות האנרגיה בתרחישי האפליקציה.
לדוגמה, ביישום של מערכות אלקטרוניות כוח, צפויים להופיע התקני כוח מהירים בעלי עמידה במתחים מעל 1200V. מכשירים כאלה הם היום's non-SiC MOSFETs. ה-MOSFET הסיליקון משמש בעיקר בתחום הספק נמוך ובינוני מתחת ל-650V.
בנוסף למהירות גבוהה, לסיליקון קרביד יש גם מאפיינים של מוליכות תרמית גבוהה, חוזק שדה פירוק גבוה, קצב סחיפה גבוה של אלקטרונים רווי וכו', והוא מתאים במיוחד ליישומים הדורשים טמפרטורה גבוהה, הספק גבוה, לחץ גבוה, תדירות גבוהה , ותנאים קשים כגון עמידות לקרינה. .
צפיפות הספק היא היבט חשוב נוסף של ערך הטכנולוגיה של המכשיר. שטח השבב של SiC MOSFET קטן בהרבה מזה של IGBT. לדוגמה, הגודל של 100A/1200V SiC MOSFET הוא כחמישית מהסכום של IGBT ודיודת גלגלים חופשיים. לכן, ביישומים של צפיפות הספק גבוהה והנעת מנוע במהירות גבוהה, הערך של SiC MOSFETs יכול לבוא לידי ביטוי היטב, כולל 650V SiC MOSFETs.
במונחים של התנגדות למתח גבוה, התקני SiC במהירות גבוהה במתח גבוה מעל 1200V יכולים לשפר את ביצועי המערכת וצפיפות הספק המערכת על ידי הגדלת תדירות המיתוג של המערכת. הנה שתי דוגמאות:
· עבור יחידת הכוח של ערימת הטעינה DC של כלי רכב חשמליים, אם נעשה שימוש ב-Si MOSFET, יש לחבר חברות LLC דו-שלביות בסדרה, והמעגל מסובך. אם נעשה שימוש ב-SiC MOSFET, ניתן לממש LLC חד-שלבי, מה שמגדיל מאוד את ההספק החד-יחידה של יחידת הכוח של ערימת הטעינה.
· עבור אספקת הכוח Flyback במערכת תלת פאזית, 1700V SiC MOSFET הוא גם פתרון מושלם. בהשוואה ל-1500V סיליקון MOSFET, ניתן להפחית את ההפסד ב-50% ולהגדיל את היעילות ב-2.5%.
מבחינת אמינות ואבטחת איכות, למכשירי SiC שני סוגים: שער מישורי ושער תעלה. שער התעלה SiC MOSFET של Infineon יכול בהחלט למנוע את בעיית אמינות תחמוצת השער של השער המישורי, וגם צפיפות ההספק גבוהה יותר.
בדיוק בגלל התכונות המצוינות הללו של SiC MOSFET יש לו יישומים מקבילים בממירים פוטו-וולטאיים, UPS, ESS, טעינת רכב חשמלי, תאי דלק, כונני מנוע וכלי רכב חשמליים.
עם זאת, האם סיליקון קרביד יהפוך לפתרון האולטימטיבי לכל היישומים?
כפי שכולנו יודעים, טכנולוגיית IGBT, נציגה של מוליכים למחצה הספק מבוססי סיליקון, נתקלה בכמה קשיים בשיפור נוסף בביצועים. אובדן המיתוג והפחתת ירידת מתח רווי ההולכה מוגבלים הדדית, והמרחב להפחתת הפסדים ושיפור היעילות הולך וקטן, כך שהתעשייה החלה לקוות ש-SiC יכול להפוך לטכנולוגיה משבשת. עם זאת, השקפה זו אינה מקיפה במיוחד. קודם כל, גם הטכנולוגיה של IGBT מבוססי סיליקון המיוצגת על ידי Infineon מתקדמת. TRENCHSTOP™5 ו-IGBT7 באמצעות טכנולוגיית מיקרו-תעלה הן אבני דרך חדשות. עם התקדמות טכנולוגיית האריזה, הביצועים וצפיפות ההספק של התקני IGBT הולכים וגדלים. גבוה יותר. יחד עם זאת, ניתן לבצע אופטימיזציה מיוחדת של מוצרים שפותחו עבור יישומים שונים כדי לשפר את הביצועים של התקני סיליקון במערכת, ובכך לשפר את ביצועי המערכת ואת העלות-תועלת. לכן, תהליך הפיתוח של מוליכים למחצה מהדור השלישי חייב להיות מלווה בהתקני סיליקון. במקביל להתפתחות הטכנולוגיה, ישנם גם שיקולים לגורמי ערך מסחריים בקנה מידה גדול עבור יישומים שונים. צפוי כי בקרוב ייעשה שימוש במכשירי הדור השלישי בכל האפליקציות. זה לא ריאלי להחליף מכשירי סיליקון בסצנה.
