Viitoare descoperiri tehnologice în dispozitivele electrice

Ca componente de bază ale conversiei energiei electrice și a controlului circuitului dispozitivelor electronice, semiconductorii de putere au un potențial mare de dezvoltare în domeniile auto și industriale, iar cererea lor este, de asemenea, în creștere.

Previously, at the '2023 China Automotive Semiconductor New Ecosystem Forum' held in Wuxi, Ding Rongjun, an academician of the Chinese Academy of Engineering, attended the conference and delivered a keynote speech on 'Development and Application of Power Semiconductor Technology'，the development history of power semiconductors, the technical characteristics and applications of power devices, and the technical trends of power Semiconductorii în viitor sunt elaborate.

Dezvoltarea dispozitivelor electrice a promovat schimbările industriale în domeniul industrial

Academician Ding Rongjun consideră că semiconductorii de putere sunt electricitate și electricitate ”procesoare, iar semiconductorii de putere vor fi utilizate ori de câte ori este transmisă energie. De la primul tranzistor bipolar din Germaniu din lume a fost inventat de Bell Laboratories din Statele Unite în 1947, a început epoca industriei microelectronice.

În opinia academicianului Ding Rongjun, istoria dezvoltării feroviarului de mare viteză globală este, de asemenea, o istorie a inovației tehnologice cu semiconductor și progresul industrial. De la diode redresante la tiristori, s -a născut tehnologia electronică de putere; Apariția tiristorilor a promovat avansarea locomotivelor redresante în tehnologia locomotivă controlată în fază; De la tiristori la GTOS, a fost realizat actualizarea tehnologică de la unități DC la unități de curent alternativ;

De la GTO la IGBT, au fost realizate unitatea digitală și controlul, ceea ce a promovat dezvoltarea tehnologiei de tranzit feroviar de mare viteză și grea.

Privind înapoi la dezvoltarea dispozitivelor electrice, academicianul Ding Rongjun consideră: 'de la descoperirea materialelor de germaniu până în prezent, dezvoltarea dispozitivelor electrice a fost mai mică de un secol. Cu toate acestea, odată cu atragerea cerințelor de aplicare, semiconductorii de putere s -au dezvoltat rapid ， a făcut o descoperire revoluționară în tehnologia electronică și apoi au promovat transformarea industrială a întregului câmp industrial. '

'Cu toate acestea, spre deosebire de cipurile digitale, jetoanele digitale urmăresc procese avansate de fabricație, iar produsele noi înlocuiesc adesea produsele vechi. În semiconductori de putere, indiferent dacă este vorba de o diodă sau un IGBT, fiecare dispozitiv are propriile caracteristici și aplicații.

IGBT este un produs reprezentativ al celei de -a treia revoluții tehnice a dispozitivelor semiconductoare de putere

Caracteristicile IGBT sunt unitatea de tensiune, impedanța de intrare ridicată, curentul de acționare mic, frecvența de comutare rapidă, tensiunea de rezistare ridicată, gama de aplicații 600V ~ 6500V, poate fi utilizată pe scară largă în tranzitul feroviar, grila inteligentă, energia nouă, aerospațială, unitatea de nave, conversia frecvenței de curent alternativ, generarea de energie eoliană, unitatea auto, autospace și alte câmpuri industriale.

Din perspectiva cererii, noile vehicule energetice folosesc în principal 750V-1200V IGBT, cu o cerere anuală de peste 1 milion de unități, care arată o creștere explozivă; Transportul feroviar este cel mai mare câmp de cerere pentru IGBT-uri de înaltă tensiune, cu o cerere anuală de aproximativ 300.000 de unități; În domeniul energiei noi, convertoarele de energie eoliană și invertoarele fotovoltaice utilizează în principal module 1200V-1700V IGBT M și H, cu o cerere anuală de aproximativ 500.000 de unități; Aplicațiile de grilă utilizează în principal sudare de 3300V și 4500V de sertizare IGBT -uri, cu o cerere anuală de aproximativ câteva zece mii.

Noile materiale și topologii noi sunt căi cheie pentru descoperirile tehnologice viitoare în dispozitivele electrice

Dezvoltarea tehnologiei dispozitivului de alimentare este determinată de nevoile inerente de 'îmbunătățirea performanței ' și 'reducerea costurilor '. Prin urmare, pentru tendința de dezvoltare a tehnologiei semiconductorilor de putere în viitor,

Academicianul Ding Rongjun consideră că, pe măsură ce materialele bazate pe SI se apropie treptat de limitele lor fizice, iar legea lui Moore se apropie de limita de performanță, materialele noi și noile topologii vor fi calea cheie pentru viitoarele descoperiri tehnologice în dispozitivele cu semiconductor de putere. În viitor, „materiale noi, structuri noi, ambalaje noi și inteligență ” pentru a realiza evoluția tehnologică a dispozitivelor de putere.