Prihodnji tehnološki preboji v naprav Power

Ker so temeljne komponente pretvorbe električne energije in nadzora vezja elektronskih naprav, imajo polprevodniki moči velik razvojni potencial na avtomobilskem in industrijskem področju, njihovo povpraševanje pa narašča.

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 Izpolnjeni so trendi polprevodnikov moči v prihodnosti.

Razvoj napajalnih naprav je spodbudil industrijske spremembe na industrijskem področju

Akademik Ding Rongjun meni, da so polprevodniki moči 'električna energija in električni ' procesorji, polprevodniki moči pa bodo uporabljeni, kadar se prenaša energija. Ker so prvi bipolarni tranzistor, ki temelji na svetu na svetu, leta 1947 izumili Bell Laboratories v Združenih državah Amerike, se je začela doba mikroelektronske industrije.

Po mnenju akademika Ding Rongjuna je razvojna zgodovina globalne železnice visoke hitrosti tudi zgodovina inovacij za polprevodniške tehnologije in industrijskega napredka. Od usmerniških diod do tiristorjev se je rodila tehnologija Power Electronics; Pojav tiristorjev je spodbudil napredovanje lokomotiv usmernikov na fazno nadzorovano lokomotivno tehnologijo; Od tiristorjev do GTO je bila urejena tehnološka nadgradnja z DC pogonov na AC pogone;

Od GTO do IGBT so bili realizirani digitalni pogon in nadzor, ki je spodbujal razvoj tehnologije za visoke hitrosti in težke železnice.

Akademik Ding Rongjun meni, da se je ozrl na razvoj električnih naprav: 'Od odkritja germanijevih materialov do sedanjosti je bil razvoj močnih naprav manj kot stoletje. Vendar se je z vlečenjem potreb po uporabi hitro razvil polprevodnike, ki se je hitro razvila, da je industrijska polja v elektronski tehnologiji in nato propadla v industrijsko preobrazbo.'

'Vendar, za razliko od digitalnih čipov, digitalni čipi zasledujejo napredne proizvodne procese, novi izdelki pa pogosto nadomeščajo stare izdelke. V polprevodnikih moči, ne glede na to, ali gre za diodo ali IGBT, ima vsaka naprava svoje značilnosti in aplikacije. Zato je težko reči, da lahko pojav novih naprav v celoti nadomesti druge naprave.

IGBT je reprezentativni produkt tretje tehnične revolucije polprevodniških naprav Power

Značilnosti IGBT so napetostni pogon, visoka vhodna impedanca, majhen pogonski tok, hitro preklopna frekvenca, napetost z visoko vzdržljivostjo, območje aplikacij 600V ~ 6500V, lahko se široko uporablja pri železniškem tranzitu, pametnem omrežju, novi energiji, aerospaceu, ladijskem pogonu, pretvorbi AC frekvence, proizvodnji vetra, motorični pogon in drugih industrijskih polj.

Z vidika povpraševanja nova energetska vozila večinoma uporabljajo 750V-1200V IGBT, letno povpraševanje po več kot milijon enot, kar kaže na eksplozivno rast; Železniški promet je največje povpraševanje po visokonapetostnih IGBT-jih z letno povpraševanje po približno 300.000 enotah; Na področju nove energije pretvorniki vetrne energije in fotovoltaični pretvorniki večinoma uporabljajo module 1200V-1700V IGBT M in H z letno povpraševanje po približno 500.000 enotah; Aplikacije za omrežje večinoma uporabljajo 3300V varjenje in 4500V stiskanje IGBT, letno povpraševanje približno nekaj deset tisoč.

Novi materiali in nove topologije so ključne poti za prihodnje tehnološke preboje v napajalnih napravah

Razvoj tehnologije napajalnih naprav temeljijo na prirojenih potrebah 'izboljšanja zmogljivosti ' in 'znižanja stroškov '. Zato za razvojni trend moči polprevodniške tehnologije v prihodnosti,

Akademik Ding Rongjun verjame, da ko se materiali, ki temeljijo na SI, postopoma približujejo njihovim fizičnim omejitvam, Mooreov zakon pa se približuje omejitvi uspešnosti, bodo novi materiali in nove topologije ključna pot za prihodnje tehnološke preboje v polprevodniških napravah. V prihodnosti 'Novi materiali, nove strukture, nova embalaža in inteligenca ' za uresničitev tehnološkega razvoja moči naprav.