我们现在讨论能源,特别是能源在开源方面的未来。为了减缓和阻止气候变化,我们必须将排放量减少到零。为此,我们需要彻底改变我们的能源系统,只生产可持续和可再生能源。我们还需要可持续且更可靠的电网,能够以最佳方式结合不同的可再生能源。
从 EPC 的角度来看,我们将通过我们的 GaN 器件推出全新一代技术。所以那将是一个令人兴奋的发布。我们显然也期待与我们在汽车行业以及最近真正起飞的太阳能行业的合作伙伴公司讨论我们在 GaN 方面的所有新技术。因此,电源解决方案的设计人员面临挑战,并且越来越多地转向所谓的宽带隙技术来克服硅的局限性。其中之一是 GaN,您非常了解它。所以正如你在一篇文章中所说,GaN技术有一个硅无法比拟的优势。这就是将功率器件与信号和数字器件集成的能力。那么你在哪里押注 GaN,为什么?
当我们展望未来 100 年的经济和工业发展方向时,电力电子将成为未来的关键部分。如果你看看过去 100 年左右,我们的工业化是基于化石燃料,无论是我们的家庭、工业、工作场所还是流动性,它们都基于碳基燃料:石油、天然气煤……在过去 100 年中显着的碳排放。
我们讨论电源管理方面的下一个挑战,例如效率、热管理和工程中重要的特性。那么最关键的是什么,你对市场有什么建议? 归根结底,实际上一切都与效率有关,不是吗?正确的?无论您是在谈论设备本身的效率,还是正在充电的设备,您提出的所有这些问题、热管理、密度,所有这些都真正下降,无法实现或无法改进更高的效率。我相信,我读过美国家庭平均拥有大约 25 台联网设备。所以这些是设备,每一个都需要充电,其中很多是每天充电,有些是永久充电。因此,仅在美国,更不用说欧洲、中国等地的数亿家庭,这就是一个巨大的负担。所以它真的需要被驱动,对吗?它需要在效率方面得到全方位的推动。
垂直结构通常被认为有利于高电压、高功率器件,因为它便于电流扩散和热管理,并允许在不增大芯片尺寸的情况下实现高电压几乎所有商用的MV/HV Si和SiC功率器件都是基于垂直结构此外,与GaN-on-Si外延相比,GaN-on-GaN同质外延层具有更低的位错密度,(VON)是由GaN的大能带隙引起的。先进的sbd是非常可取的,因为它们结合了肖特基样正向特性(具有低VON)和pn样反向特性(峰值电场从表面移到半导体中)。
垂直氮化镓设备能够达到更高的频率和操作在更高的电压,这应该导致新一代更有效的电力设备,现在的一些挑战,具体来说,你正在工作与横向氮化镓相比,有什么制造问题,问题降低成本?我想这很重要。所以,我们谈论的是学术上的垂直氮化镓,还是我们可以在市场上找到解决方案?
为什么我们需要垂直的氮化镓?因此,由于输出电容较小,应用中的开关损耗非常小,与横向氮化镓设备相比,保持这些通过均匀材料的最佳传输,而没有额外的层定向到封装,并将框架从设备的顶部和底部离开。
为可再生能源提供动力以创造更美好的明天,因此,不仅是 GaN 和 SiC 等宽带隙半导体,还有围绕电力电子、智能电网、微电网、宏观电网、人工智能的多种技术,都将支持这种扩展。我们作为技术社区和工程师的责任是采取行动做某事,所以我们每个人都应该迈出第一步。因此,我们不仅对个人负责,而且对组织负责。那么阻碍零碳和低碳能源更广泛部署的关键技术瓶颈是什么?你认为生产太阳能电池板等的所谓稀有材料的竞争?
道路运输的电气化对于实现欧盟的脱碳和气候变化目标至关重要。对碳化硅衬底的需求经历了巨大的增长,法国绝缘体上硅 (SOI) 晶圆供应商 Soitec 开发了 SmartSiC 技术,以加速 SiC 在电动汽车中的采用。
固态开关和机电继电器有助于通过电流管理所有设备的电源。尽管无处不在,但传统的开关和继电器仍存在主要缺点,包括能量损失、成本、重量、尺寸、性能和可靠性。这些固有限制影响了设计和部署下一代 5G 网络以及一切电气化的能力——快速过渡到电动汽车、可持续能源和更智能的电网。
到目前为止,我们已经涉足能源和电力市场数十年,我们的目标确实是为专注于电力转换和储能应用的客户提供支持,例如交通运输、可再生能源、重型工业机械。我们一直在全球范围内这样做。所以我想说大约十年前,我们看到对更高效的电源解决方案和高功率密度以及小尺寸的需求在增加。所以这就是为什么我们一直专注于宽带半导体的早期阶段。我指的是氮化镓或 GaN 和碳化硅。这帮助我们走在了今天采用这些技术的前沿。
SiC 和 GaN 都可以为创建下一代智能电网做出贡献,以解决能源问题,尤其是在电动汽车方面。那么等待我们的未来是什么?但特别是,从长远来看,您认为基于 SiC 的功率器件应该如何发展才能满足下一个更严格的行业要求?
今天,我们就来聊一聊碳化硅,下一波SiC制造,供应链和成本。SiC 行业在许多市场都在增长。电动汽车市场正准备转向 SiC 逆变器,正如特斯拉已经做的那样。作为战略合作的一部分,梅赛德斯-奔驰已将 onsemi SiC 技术用于牵引逆变器。因此,SiC 器件的范围得到了广泛认可,并提供了传统 IGBT 的宽带隙替代品。
我们一直在跟踪 POE 世界中的一个有趣趋势,对于任何支付电费的人……或认识支付电费的人来说,这应该不足为奇:人们越来越关注产品生命周期内的总功耗。 总拥有成本通常被认为是 CAPEX(资本支出......或购买价格)和 OPEX(运营支出......或运行成本)的总和。设计师和硬件开发经理历来更关注 CAPEX 而不是 OPEX,但现在开始将转向总拥有成本视为判断解决方案的正确指标。这是来自实际需要付费购买和运行此类设备的最终用户。
许多照明应用需要提供直流控制、高效率、脉宽调制 (PWM) 调光、电压保护和设计简单性的 LED 背光驱动器解决方案。驱动器拓扑主要分为三大类:线性稳压器、电荷泵和开关。DC/DC 转换器基于一系列保证高效率的拓扑结构,由于其灵活性,已在各种 LED 应用中找到了设计空间。它们接受宽范围的输入电压,从而可以达到高功率密度。