GaN+SiC=每年200億美元的市場規(guī)模?
是的!眾所周知,第三代半導體(以氮化鎵GaN和碳化硅SiC為主),憑借在電子遷移率、功率密度、熱穩(wěn)定性等方面具有優(yōu)異的性能,可以用于制造高效、高速、高溫、高頻的電子器件,成為了替代傳統(tǒng)硅,為電力電子系統(tǒng)實現(xiàn)巨大跨越的理想材料。
而隨著新能源、人工智能等技術的強勢崛起,第三代半導體得天獨厚的優(yōu)勢更加明顯——移動電子、軌道交通、電動汽車、工業(yè)、太陽能、風能和儲能領域大放異彩。
為了讓大家更直觀地了解第三代半導體的應用場景,我們傾力打造了3D場景動畫。接下來,請跟隨我的腳步,一同走進GaN+SiC所驅(qū)動的未來世界:
Smart Grid
可再生能源(例如風能和太陽能)逐步滲透到我們的電力傳輸和分配系統(tǒng)中,再加上智能電網(wǎng)時代的到來,高壓直流(HVDC)傳輸逐漸成為主流,這推動了對高效和高功率密度電力電子變換器系統(tǒng)的需求。
納微半導體GeneSiC的SiC Schottky MPS和SiC MOSFET系列,提供了針對太陽能逆變器、風能系統(tǒng)變換器、高壓傳感和保護設備以及輔助電源的碳化硅解決方案,并具備這些系統(tǒng)所需的特性和熱性能,同時有助于提高電網(wǎng)效率和可靠性。
Solar
太陽能
太陽能逆變器能將太陽能面板所獲得的的直流電(DC)轉(zhuǎn)換為交流電(AC)并儲存到電池中或轉(zhuǎn)送至電網(wǎng)。效率、尺寸和可靠性,是保證最高的電力輸送能力和實現(xiàn)最快的投資回報率的關鍵。
氮化鎵功率芯片和碳化硅功率器件可提供更低的元件數(shù)量,更緊湊的電路拓撲和更良好的控制,降低總體冷卻需求。有助于打造相較傳統(tǒng)方案的體積縮小一半、重量更輕的太陽能逆變器,降低25%的成本并實現(xiàn)40%的節(jié)能,并提升太陽能設備安裝的投資回報率(ROI)約10%。
對于300-500W線路功率的住宅太陽能應用,GaN是理想選擇,而SiC的更高電壓能力使其更適合商業(yè)太陽能安裝中部署的kW+組串式逆變器。
Electric Vehicle
電動汽車
車載充電機(OBCs)、DC-DC變換器和牽引反向器作為電動汽車的電力“主心骨”,它們需要具備最高的效率和功率密度,以及極強的可靠性,同時成本還需要兼顧競爭力。
為實現(xiàn)以上目標,由GaN優(yōu)化的乘用車400V電池系統(tǒng)以及針對商業(yè)800V電池及以上的先進SiC解決方案應運而生。
納微半導體的GaNFast+GeneSiC的解決方案可實現(xiàn)快3倍的充電速度和70%的節(jié)能,進而使電動汽車的續(xù)航里程延長5%或電池成本降低5%。
打個比方,使用GaN技術可以將全球電動汽車的普及提速3年,并在2050年降低20%因道路交通所產(chǎn)生的二氧化碳排放量。
Transportation and Mobile
軌道交通及移動電子
全球的交通運輸行業(yè)正處于革命性的關鍵節(jié)點,并需要在日愈惡劣的氣候環(huán)境下,提供環(huán)保、性價比高且堅固耐用的產(chǎn)品。
納微半導體GeneSiC系列碳化硅(SiC)分立式功率器件的多樣化組合,可提供較低的導通和開關損耗,以及優(yōu)異的熱性能管理,可用于軌交電機、軌交輔助電源等,從而實現(xiàn)更經(jīng)濟高效的交通系統(tǒng),包括電動公共汽車、鐵路和地鐵牽引、車隊和貨運電力子系統(tǒng)。
而在移動電子領域,GaNFast氮化鎵功率芯片能在所有移動設備,包括手機、平板電腦和筆記本電腦的快速和超快速充電方案上實現(xiàn)革命性突破——在傳統(tǒng)硅方案的1/2大小和重量的前提下,帶來快3倍的充電速度,并實現(xiàn)高達40%的節(jié)能減耗。
Industrial
工業(yè)
向變速驅(qū)動器(VSD)的升級可以提高效率和功率密度,同時降低能源消耗。
高度集成的、高速的GaNFast功率芯片和GeneSiC功率器件可用于工業(yè)馬達電機中,替換傳統(tǒng)的硅功率器件,以實現(xiàn)更高的效率、更少的諧波、更低的聽覺噪音并帶來自主保護功能,同時提供尺寸最緊湊、成本更優(yōu)的解決方案。
Data Center
數(shù)據(jù)中心
超過40%的數(shù)據(jù)中心成本與電力(電力和制冷)有關。隨著大數(shù)據(jù)、人工智能的興起,數(shù)據(jù)中心的流量加速增長,傳統(tǒng)硅方案的有效性和效率已觸到“物理”瓶頸。
因此,數(shù)據(jù)中心架構(gòu)師將目光轉(zhuǎn)向?qū)捊麕О雽w——氮化鎵(GaN)和碳化硅(SiC),幫助他們在保持盡可能低的能源消耗的同時優(yōu)化性能,同時使機柜的功率上升。
大規(guī)模量產(chǎn)、高度集成的GaNFast氮化鎵功率芯片和GeneSiC功率器件的可靠性已經(jīng)得到證實,可以實現(xiàn)高達10%的效率提升,從而實現(xiàn)每年高達19億美元的成本縮減。
由此可見,在我們生活日常的方方面面,隨處可見GaN和SiC的身影。未來,隨著新型能源和節(jié)能環(huán)保事業(yè)的不斷推進,第三代半導體其巨大的應用潛能,勢必成為電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的不二之選。
納微人時刻致力于助力能源可持續(xù)發(fā)展,秉持Electrify Our World使命,不斷推進GaN+SiC的技術演進,為實現(xiàn)綠色、環(huán)保、節(jié)能的納微芯球努力!
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原文標題:氮化鎵+碳化硅的未來:納微發(fā)布7大全球行業(yè)應用展望,全面加速Electrify Our World?
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