פריצות דרך טכנולוגיות עתידיות במכשירי כוח

מכיוון שרכיבי הליבה של המרת אנרגיה חשמלית ובקרת מעגלים במכשירים אלקטרוניים, מוליכים למחצה של כוח יש פוטנציאל פיתוח רב בתחומי הרכב והתעשייה, וגם הביקוש שלהם עולה.

בעבר, בפורום האקולוגי החדש של מוליכים למחצה סין, 2023, שהתקיימה בווקסי, דינג רונגג'ון, אקדמאי של האקדמיה הסינית להנדסה, השתתף בכנס והעביר נאום מרכזי על פיתוח ומאפיינים של טכנולוגיית כוח, מוליכים למחצה בעתיד מורחבים.

פיתוח מכשירי חשמל קידם שינויים תעשייתיים בתחום התעשייה

האקדמאי דינג רונגג'ון מאמין כי מוליכים למחצה של כוח הם 'מעבד חשמל וחשמל ', ומוליכים למחצה כוח ישמשו בכל פעם שתועבר אנרגיה. מכיוון שהטרנזיסטור הדו קוטבי הראשון מבוסס הגרמניום הומצא על ידי מעבדות פעמונים בארצות הברית בשנת 1947, החל עידן התעשייה המיקרואלקטראלית.

לדעתו של האקדמאי דינג רונגג'ון, היסטוריית הפיתוח של הרכבת העולמית במהירות גבוהה היא גם היסטוריה של חדשנות טכנולוגית מוליכים למחצה והתקדמות תעשייתית. החל מדיודות מיישר ועד תיריסטורים, נולדה טכנולוגיית חשמל אלקטרוניקה; הופעתם של תיריסטורים קידמה את קידום קטרי המיישר לטכנולוגיית קטר בשליטת פאזות; מתייריסטורים ל- GTO, התממש השדרוג הטכנולוגי מכונני DC ועד כונני AC;

מ- GTO ל- IGBT, הומנו כונן ובקרה דיגיטלית, אשר קידמה את פיתוח טכנולוגיית מעבר הרכבת המהירה והכבדה.

במבט לאחור על פיתוח מכשירי חשמל, האקדמאי דינג רונגג'ון מאמין: 'מגילוי חומרי גרמניום ועד ימינו, פיתוח מכשירי הכוח היה פחות ממאה שנים. עם זאת, עם משיכת דרישות היישום, מוליכים למחצה של כוח פיתחו במהירות את התעשייה.

עם זאת, בניגוד לשבבים דיגיטליים, צ'יפס דיגיטלי רודף תהליכי ייצור מתקדמים, ומוצרים חדשים מחליפים לעתים קרובות מוצרים ישנים. במוליכים למחצה של כוח, בין אם מדובר בדיודה או IGBT, לכל מכשיר יש מאפיינים ויישומים משלו. ולכן הוא מתקשה לומר כי 'המכשירים החדשים' יכולים להחליף מכשירים אחרים.

IGBT הוא תוצר מייצג של המהפכה הטכנית השלישית של מכשירי מוליכים למחצה של כוח

המאפיינים של IGBT הם כונן מתח, עכבת קלט גבוהה, זרם הכונן הקטן, תדר מיתוג מהיר, מתח גבוה עם מתח גבוה, טווח יישומים 600V ~ 6500 וולט, ניתן להשתמש בו באופן נרחב במעביל הרכבות, ברשת חכמה, אנרגיה חדשה, אווירית, כונן ספינות, המרת תדר AC, ייצור כוח רוח, כונן מנוע, רכב רכב ושדות תעשייתיים אחרים.

מנקודת המבט של הביקוש, רכבי אנרגיה חדשים משתמשים בעיקר ב- IGBTs 750V-1200V IGBTs, עם דרישה שנתית של יותר ממיליון יחידות, המציגה צמיחה נפוצה; תחבורה של הרכבות היא שדה הביקוש הגדול ביותר עבור IGBTs במתח גבוה, עם דרישה שנתית של כ -300,000 יחידות; בתחום האנרגיה החדשה, ממירי כוח רוח וממירים פוטו-וולטאיים משתמשים בעיקר במודולי 1200V-1700V IGBT M ו- H, עם דרישה שנתית של כ -500,000 יחידות; יישומי רשת משתמשים בעיקר בריתוך 3300 וולט וב- IGBTs Crissriving 4500 וולט, עם דרישה שנתית של כמה עשרת אלפים.

חומרים חדשים וטופולוגיות חדשות הם נתיבי מפתח לפריצות דרך טכנולוגיות עתידיות במכשירי חשמל

פיתוח טכנולוגיית מכשירי הכוח מונע על ידי הצרכים הגלומים של 'שיפור הביצועים ' ו- 'הפחתת עלות '. לכן, למגמת הפיתוח של טכנולוגיית מוליכים למחצה של כוח בעתיד,

האקדמאי דינג רונגג'ון מאמין שככל שחומרים מבוססי SI מתקרבים בהדרגה לגבולותיהם הפיזיים והחוק של מור מתקרב למגבלת הביצועים, חומרים חדשים וטופולוגיות חדשות יהיו הדרך העיקרית לפריצות דרך טכנולוגיות עתידיות במכשירי מוליכים למחצה. בעתיד, 'חומרים חדשים, מבנים חדשים, אריזה חדשה ואינטליגנציה ' כדי לממש את ההתפתחות הטכנולוגית של מכשירי כוח.