Майбутні технологічні прориви в силових пристроях

Як основні компоненти перетворення електричної енергії та контроль ланцюга електронних пристроїв, силові напівпровідники мають великий потенціал розвитку в автомобільних та промислових галузях, а також їх попит зростає.

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 Напівпровідники в майбутньому розробляються.

Розвиток енергетичних пристроїв сприяло промисловим змінам у галузі промисловості

Академік Дін Ронджун вважає, що силові напівпровідники - це 'електричні та електричні процесори, а силові напівпровідники будуть використовуватися, коли енергія буде передана. Оскільки перший у світі біполярний транзистор, що базується на германію, був винайдений Bell Laboratories у Сполучених Штатах у 1947 році, почалася епоха мікроелектроніки.

На думку академіка Дін-Ронджун, історія розвитку глобальної високошвидкісної залізниці також є історією інновацій силових напівпровідникових технологій та промислового прогресу. Від спрямованих діодів до тиристорів народилася технологія Power Electronics; Поява тиристорів сприяла просуванню локомотивів випрямляча до контрольованої фазою технології локомотивів; Від тиристорів до GTOS було реалізовано технологічне оновлення від приводів DC до приводів AC;

Від GTO до IGBT було реалізовано цифровий привід та контроль, що сприяло розробці високошвидкісної та важкої технології залізничного транзиту.

Озираючись на розвиток силових пристроїв, академік Дін Ронджун вважає: 'Від відкриття германієвих матеріалів до сьогодення розвиток енергетичних пристроїв було менше століття. Однак, при зняття вимог до застосування, силові напівпровідники швидко розробили ， революційний прорив у електронічних технологіях, а потім сприяли промисловому трансформації всього промислового поля.'

'Однак, на відміну від цифрових чіпів, цифрові чіпси переслідують вдосконалені виробничі процеси, а нові продукти часто замінюють старі продукти. У силових напівпровідниках, будь то діод чи IGBT, кожен пристрій має власні характеристики та додатки. Там важко сказати, що поява нових пристроїв може повністю замінити інші пристрої, а один живлення має місце для використання.

IGBT є репрезентативним продуктом третьої технічної революції силових напівпровідникових пристроїв

Характеристики IGBT - це привід напруги, високий вхідний опір, невеликий струм приводу, швидка частота перемикання, висока витримка напруги, діапазон додатків 600 В ~ 6500 В, він може бути широко використаний у залізничному транзиті, смарт -сітці, нової енергії, аерокосмічного, корабельного приводу, перетворення частоти змінного струму, генерації вітру, моторного приводу, автомобілів та інших промислових родовищ.

З точки зору попиту, нові енергетичні транспортні засоби в основному використовують 750V-1200 В IGBTS, щорічно попиту понад 1 мільйон одиниць, що демонструє вибухонебезпечне зростання; Залізничний транспорт-це найбільше поле для високої напруги IGBTS, щорічно-близько 300 000 одиниць; У галузі нової енергії перетворювачі вітроенергетики та фотоелектричні інвертори в основному використовують модулі IGBT M і H 1200V-1700V, щорічно попиту близько 500 000 одиниць; Заявки на сітку в основному використовують зварювання 3300 В та 4500 В обтиску IGBTS, щорічний попит на близько декількох десяти тисяч.

Нові матеріали та нові топології - це ключові шляхи для майбутніх технологічних проривів на силових пристроях

Розробка технології енергетичних пристроїв керується притаманними потребами 'вдосконалення продуктивності ' та 'зменшення вартості '. Тому для тенденції розвитку силової напівпровідникової технології в майбутньому,

Академік Дін Ронджун вважає, що, оскільки матеріали на основі СІ поступово наближаються до своїх фізичних меж, і закон Мура наближається до межі продуктивності, нові матеріали та нові топології будуть ключовим шляхом для майбутніх технологічних проривів у силових напівпровідникових пристроях. Надалі 'нові матеріали, нові структури, нова упаковка та інтелект ', щоб реалізувати технологічну еволюцію силових пристроїв.