在气候危机不断升级和全球能源需求不断上升的背景下,各国政府和各行业正致力于实现雄心勃勃的气候目标,以减轻对环境的影响并确保可持续的未来。这些努力的核心是向电气化过渡、减少碳排放和拥抱可再生能源。为了加速这一转变,安森美推出了其最新的碳化硅技术平台:EliteSIC
M3e MOSFET。
此次发布会由安森美公司电源解决方案营销高级总监 Mrinal Das 博士主持,并在一个详细的会议上重点介绍了该技术的潜力和影响。Das 博士拥有 SiC MOSFET 博士学位,在业内拥有 30 年从业经验,他重点介绍了 SiC 技术在过去 30 年的变革历程。
Das 博士表示: “看到一项新兴技术取得如今的成就,推动地球实现可持续发展目标,这真是一段不可思议的旅程。”新一代 SiC MOSFET 旨在提高能源效率,并支持向可持续替代品的转变。
由于碳和硅原子交替排列, SiC 被描述为“含有一些硅的钻石”。这种结构具有出色的半导体特性,例如高介电强度和热导率,使其成为功率器件的理想选择。SiC 的特性可实现更高的开关频率、减小无源元件的尺寸和成本,以及更高效的系统,同时放宽热管理要求。
“这才是真正让碳化硅脱颖而出,成为取代硅的下一代半导体领导者的原因,”Das博士说。
全球电力消耗
全球电力消耗主要由三大领域推动:工业活动、交通运输和数据中心。每个领域都有独特的需求和挑战,对整体能源使用和环境影响产生重大影响。
工业活动是全球最大的电力消耗领域之一。这些活动通常严重依赖化石燃料,这不仅会耗尽有限的资源,还会造成环境污染和气候变化。工业燃烧化石燃料会向大气中释放大量二氧化碳和其他温室气体,加剧全球变暖。转向更可持续的能源对于减少工业运营的环境足迹至关重要。
交通运输业是另一个主要的电力消耗行业,尤其是随着电动汽车的普及。从历史上看,交通运输业一直以内燃机汽车为主,这些汽车依赖汽油和柴油。这些化石燃料不仅有限,而且还会产生有害排放。转向电动汽车是迈向可持续发展的积极一步,因为电动汽车可以由可再生能源提供动力。然而,电动汽车充电基础设施需要扩大和优化,以有效支持这一转变。
近年来,数据中心对电力的需求呈指数级增长。这种增长主要是由于对人工智能和其他数据密集型技术的日益依赖。数据中心需要大量电力来运行服务器、冷却系统和其他基础设施。随着人工智能继续融入日常生活的各个方面,数据中心的能源消耗预计将进一步上升。这一趋势凸显了对更高效的电力解决方案的需求,以管理日益增长的需求。
电气化是应对全球电力消耗相关挑战的关键战略。通过从化石燃料过渡到电力,我们可以减少温室气体排放,迈向更可持续的能源未来。Onsemi 的 SiC 技术通过提供高效的半导体元件来提高电气系统的性能和效率,在这一转变中发挥着至关重要的作用。
SiC技术的影响
SiC 技术通过提高系统效率提供了一种解决方案。即使效率提高 1%,也会产生深远的影响。例如,将电动汽车牵引逆变器的效率提高 1%,电动汽车每年可以多行驶 40 亿英里。同样,将数据中心的电源提高 1%,每年可以节省 6.5 亿美元的电力成本。工业自动化效率提高 1%,每年可以节省 250 多亿美元。
“百分之一可能看起来很小,但当应用于大数字时,它会产生重大影响,”达斯博士解释道。
适合不同市场的整体解决方案
Onsemi 的方法是全面的,不仅提供组件,还提供全面的解决方案。这一策略对于满足汽车、工业和数据中心等各种市场的需求至关重要。
在汽车领域,安森美的解决方案增强了电动汽车的动力系统和先进的安全系统。新型 SiC MOSFET 有望使电动汽车更加高效、可靠,从而支持电动交通的更广泛应用。
在工业方面,重点关注可再生能源基础设施、电动汽车充电基础设施和工厂自动化。通过提高能源基础设施的效率并使工厂自动化更具成本效益,安森美的解决方案有助于打造更加可持续和高效的工业格局。
EliteSiC 和 M3E MOSFET
Onsemi 的 SiC 技术(品牌为 EliteSiC)被视为业界领先。最新产品 1,200-V 11-mΩ EliteSiC M3E MOSFET 较前几代产品有显著改进。M3E 技术可将传导损耗降低 30%,并将开关损耗降低高达 50%,这对于实现系统级效率至关重要。
Das 博士说:“我们正在尝试利用先进的技术将功率半导体对系统损耗的贡献降至最低。”
EliteSiC 的特性使其在各种应用中表现出色,特别是在高效率和可靠性至关重要的领域。在电动汽车牵引逆变器中,EliteSiC 技术由于其较低的传导损耗可以提供 20% 以上的功率。对于充电器和电源装置等高速应用,M3E MOSFET 的性能优于以前的解决方案,使其成为不同领域的通用选择。
Das 博士说:“在更高开关频率下运行的能力可减小无源元件的尺寸和成本,从而实现更高效、更具成本效益的系统。”
尽管沟槽技术取得了进步,但安森美半导体仍继续利用平面技术进行创新,因为该技术经过数十年的研究和行业使用,其可靠性和质量得到了证实。该公司计划在沟槽技术完全优化后最终采用该技术。
Das 博士表示:“平面技术的表现仍优于目前市场上现有的技术”,他强调了平面解决方案的持续相关性。
Onsemi 经过大量测试并与业内同行进行对比,证明了其致力于提供高质量、可靠的产品。该公司的平面技术具有公认的稳定性和使用寿命,是各种应用的可靠选择。
Das 博士说:“我们的零部件性能非常稳定,在车辆 20 年的使用寿命内,故障率低于十亿分之一。”
安森美半导体的主要优势之一是其垂直整合,从原材料到成品电源模块。这种对供应链的全面控制使得解决方案在各个层面都得到优化,确保每个组件都有助于提高系统的整体效率和性能。
Das 博士表示:“我们的垂直整合和内部专业知识使我们能够提供优化的解决方案,加速向可持续发展的转型。”
未来展望与创新
安森美 SiC MOSFET 的推出标志着我们向可持续未来迈出了重要一步。该技术应用于各个领域,将在减少对化石燃料的依赖和提高能源效率方面发挥关键作用。
Das 博士总结道:“我们正在推动下一代技术进入市场。这是技术和可持续发展的激动人心的时代,我们很自豪能站在这场运动的前沿。”
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