คู่มือฉบับสมบูรณ์เกี่ยวกับโมดูล SiC และบทบาทของพวกมันในอิเล็กทรอนิกส์กำลัง

โมดูล SiC (Silicon Carbide) กำลังจะสร้างความเปลี่ยนแปลงอย่างมากในบางตลาด เช่น ระบบไฟฟ้าในรถยนต์ หรือการจัดเก็บพลังงานหมุนเวียนซึ่งเป็นตัวเลือกที่สำคัญ เหล่าเซมิคอนดักเตอร์โลหะชั้นยอดเหล่านี้มอบ "จุดเปลี่ยนสำคัญในประสิทธิภาพของพลังงาน" และมีความสำคัญต่อการพัฒนาพลังงานที่ยั่งยืนและการเคลื่อนที่รูปแบบใหม่ บทความฉบับก่อนหน้านี้ได้กล่าวถึงคุณสมบัติเฉพาะของเทคโนโลยี SiC ไปแล้ว แต่หากต้องการเข้าใจอย่างลึกซึ้งว่าเทคโนโลยีนี้จะมอบอะไรให้แก่สิ่งอื่น ๆ ที่ขับเคลื่อนสายการผลิตของเรา ก็จำเป็นต้องทำการตรวจสอบเพิ่มเติม

เตรียมพร้อมสำหรับการก้าวกระโดดในประสิทธิภาพของพลังงาน

โมดูล SiC เป็นก้าวสำคัญในวงการอิเล็กทรอนิกส์พลังงาน ส่วนประกอบที่ใช้ซิลิกอนเป็นมาตรฐานเด่นชัดในระบบอิเล็กทรอนิกส์และถูกใช้งานมานานแล้ว แอปพลิเคชันเหล่านี้เป็นพื้นที่คลาสสิกของทรานซิสเตอร์ที่ใช้ซิลิกอน แต่ความสามารถในการนำความร้อนที่ต่ำทำให้มีข้อจำกัดสูงสุด ในทางตรงกันข้าม ส่วนที่เกี่ยวข้องกับวัสดุ SiC ลดการสูญเสียลงมากจนเหลือเพียง 25 เปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบกับส่วนประกอบที่ใช้ซิลิกอน เพราะส่วนเหล่านี้สามารถทำงานได้อย่างปลอดภัยที่อุณหภูมิสูงและความถี่สูงกว่า โซลูชันที่มีความหนาแน่นพลังงานสูงนี้จะช่วยให้ผู้ใช้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพของระบบได้ และในที่สุดจะลดความจำเป็นในการระบายความร้อนในระบบ พร้อมทั้งช่วยให้บรรลุประสิทธิภาพสูงสุดที่เป็นไปได้ด้วยคลาส-E RFPA การใช้เทคโนโลยี SiC เป็นรากฐานเพื่อบรรลุเป้าหมายทางสิ่งแวดล้อม

ข่าว: เรื่องการขนส่ง WHOA - SiC คือทางที่ควรไป

นอกจากนี้ การปรับใช้อย่างรวดเร็วของโหมดการขนส่งที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้นยังได้รับแรงผลักดันจากโมดูล SiC เช่นกัน ตัวแปลงและตัวควบคุม SiC เป็นประโยชน์อย่างมหาศาลสำหรับยานพาหนะไฟฟ้า (EVs) เนื่องจากเทคโนโลยีนี้ถือว่าสำคัญในการลดความยั่งยืนของ EVs สิ่งเหล่านี้รวมถึงโมดูลชาร์จเร็ว hơn, พิสัยการเดินทางต่อกิโลวัตต์ชั่วโมงที่เพิ่มขึ้น, ความหนาแน่นพลังงานของเซลล์แต่ละเซลล์ และน้ำหนักที่เบาลงในระบบแบตเตอรี่ทั้งหมด โดยยังคงมีประสิทธิภาพสูงมากโดยใช้วัสดุหายากน้อยมากหรือไม่ใช้เลย

วิทยาศาสตร์ในโมดูล SiC: จุดเริ่มต้น

เวทมนตร์นี้จะนำไปสู่แบบจำลองการสลับของวัสดุ SiC การมีช่องว่างแบนด์กว้างของซิลิคอนคาร์ไบด์ — คุณสมบัติที่สำคัญในฟิสิกส์ของสถานะแข็งที่กำหนดว่าจะทำงานได้ดีเพียงใดก่อนที่จะหมดลงภายใต้แรงดันไฟฟ้าสูง การมีกำลังสูงในขนาดและน้ำหนักที่เล็กกว่า ด้วยความสามารถในการเชื่อมต่อสองทาง การย่อขนาดของอุปกรณ์ที่สามารถจัดการกับความหนาแน่นของกำลังสูงเป็นไปได้ ซิลิคอนคาร์ไบด์ทำงานที่ความต้านทานต่ำกว่าซิลิคอน ซึ่งอาจลดทั้งการสูญเสียจากการนำและการสลับ นอกจากนี้ยังเป็นวัสดุที่เร็วซึ่งสามารถรองรับสวิตช์ความเร็วสูงเพื่อทำให้การแปลงพลังงานมีประสิทธิภาพมากขึ้น ในทางนี้ เทคโนโลยี SiC เปิดประตูสู่ระดับใหม่ของการทำงานของกำลังและวงจร โดยมีอัตราส่วนผลผลิตสูงสุดต่อเฉลี่ยที่ไม่เคยปรากฏมาก่อนเมื่อเทียบกับอัตราส่วนของขนาดและความเหมาะสม

โมดูล SiC มีหลายแอปพลิเคชัน

ปัจจุบันกำลังผสานการทำงานของโมดูล SiC สำหรับการใช้งานที่ขยายไปไกลกว่าอุตสาหกรรมยานยนต์ ซึ่งได้รับคำถามเกี่ยวกับวิธีที่เทคโนโลยี SiC ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ สนับสนุนอิเล็กทรอนิกส์สมรรถนะสูงสำหรับระบบอากาศยานด้วยน้ำหนักที่ลดลงอย่างมาก และผลักดันมอเตอร์อุตสาหกรรมที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นและพึ่งพาพลังงานน้อยกว่าที่เคย นอกจากนี้ อุปกรณ์ทางการแพทย์ยังสามารถได้รับประโยชน์จากขนาดที่เล็กลงพร้อมกับความน่าเชื่อถือของ SiC MTTE (ระยะเวลาเฉลี่ยก่อนระบบเสื่อมสภาพ) ที่เพิ่มขึ้นและนำไปสู่ผลลัพธ์ที่ดีขึ้นสำหรับผู้ป่วย ความหลากหลายของโมดูล SiC อาจเป็นกุญแจสำคัญในการเปลี่ยนแปลงอุตสาหกรรมและการประยุกต์ใช้งานหลายประเภท

นวัตกรรมรุ่นถัดไปในระบบพลังงานที่ใช้ฐาน SiC

Darkhouse มองว่าการวิจัยเกี่ยวกับศักยภาพของอิเล็กทรอนิกส์พลังงานที่ใช้ SiC มีแนวโน้มเชิงบวก [120] การรวมฟังก์ชันในแพ็คเกจเดียว เช่น ในโมดูลพลังงานแบบบูรณาการและการพัฒนาวัสดุที่มีช่องว่างแบนด์มากขึ้น (เช่น Gallium Nitride บนsubstrate ของ SiC) ส่งเสริมให้เกิดระบบใหม่ๆ ที่ทำงานได้แตกต่างจากที่เคยมีมา อีกทั้งการทำให้กระบวนการผลิตมีประสิทธิภาพมากขึ้นและลดการปล่อยคาร์บอน รวมถึงลดราคาเทคโนโลยีซิลิคอนคาร์ไบด์ในทุกภาคส่วนที่เกี่ยวข้องกับหลายอุตสาหกรรมพร้อมกัน

โมดูล SiC จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของการออกแบบทางไฟฟ้า เนื่องจากสามารถเพิ่มประสิทธิภาพ ความยั่งยืน และพลังงานของเทคโนโลยีโดยรวมได้ เป็นเรื่องที่ดีที่เห็นว่าเรากำลังก้าวไปสู่โลกที่ชีวิตของผู้คนจะปลอดภัยมากขึ้นจากสิ่งเหล่านี้ เพราะตอนนี้หลังจากทุกอย่างที่เกิดขึ้น หนทางในการทำให้โลกเขียวขึ้นและประหยัดพลังงานในชีวิตประจำวันเปิดกว้างมากขึ้น การปฏิวัติของระบบอิเล็กทรอนิกส์กำลังไฟฟ้าที่ใช้พื้นฐาน SiC: สรุปภาพรวมของการจัดการพลังงานในอนาคต (เดือนมิถุนายน 2020)