چرا کاربید سیلیکون آینده ماژول های قدرت خودرو در نظر گرفته می شود؟

عرض باند کاربید سیلیکون تقریباً سه برابر مواد مبتنی بر سیلیکون است. قدرت میدان شکست بحرانی تقریباً ده برابر مواد مبتنی بر سیلیکون است. رسانایی حرارتی کاربید سیلیکون تقریباً سه برابر مواد مبتنی بر سیلیکون است و نرخ رانش اشباع الکترون حدود دو برابر مواد مبتنی بر سیلیکون است. مقاومت در برابر ولتاژ بالا، مقاومت در برابر دمای بالا و ویژگی های فرکانس بالا مواد کاربید سیلیکون، آنها را برای شرایط کاری سخت تر در مقایسه با دستگاه های مبتنی بر سیلیکون مناسب می کند. آنها می توانند به طور قابل توجهی کارایی و چگالی توان را بهبود بخشند و در عین حال هزینه ها، اندازه و وزن را در برنامه ها کاهش دهند.

مقایسه عملکرد مواد نیمه هادی مختلف

طبق دادههای Yole، پیشبینی میشود که اندازه بازار جهانی دستگاههای قدرت کاربید سیلیکون از 1.09 میلیارد دلار در سال 2021 به 6.297 میلیارد دلار در سال 2027 با نرخ رشد مرکب سالانه (CAGR) 34 درصد افزایش یابد. در میان آنها، انتظار می رود اندازه بازار کاربید سیلیکون برای وسایل نقلیه الکتریکی از 685 میلیون دلار به 4.986 میلیارد دلار افزایش یابد و CAGR حتی بالاتر از 39.2٪ را نشان دهد. خودروهای الکتریکی (شامل اینورترها، شارژرهای داخلی و مبدلهای DC/DC) بزرگترین کاربرد پایین دستی کاربید سیلیکون را نشان میدهند که پیشبینی میشود سهم بازار آن از 62.8٪ به 79.2٪ افزایش یابد که نشان دهنده روند صعودی مداوم در سهم بازار است.

تجزیه و تحلیل بازار توسط Yole

روند کاربرد کاربید سیلیکون در صنعت خودروسازی

در صنعت خودروهای برقی، موضوعی که نگران کننده است، محدوده رانندگی است. عوامل زیادی بر برد رانندگی تأثیر میگذارند، از جمله ظرفیت باتری، وزن خودرو و راندمان تبدیل انرژی سیستم قدرت. نیمه هادی های قدرت هسته اصلی تبدیل انرژی هستند و دستگاه های قدرت کاربید سیلیکون نسبت به دستگاه های مبتنی بر سیلیکون مزایایی مانند تلفات هدایت کمتر، فرکانس های سوئیچینگ بالاتر و استقامت ولتاژ کاری بالاتر دارند. آنها می توانند راندمان تبدیل انرژی سیستم بالاتری داشته باشند و می توانند برد رانندگی بیشتری نسبت به زمانی که از دستگاه های قدرت مبتنی بر سیلیکون با همان مقدار برق استفاده می کنند، ارائه دهند. بنابراین، تقاضا برای استفاده از دستگاه های قدرت کاربید سیلیکون در وسایل نقلیه الکتریکی به طور فزاینده ای برجسته می شود. در وسایل نقلیه الکتریکی، کاربرد دستگاه های قدرت کاربید سیلیکون عمدتاً در دو جهت متمرکز است: یکی برای اینورتر درایو موتور (کنترل کننده موتور) و دیگری برای سیستم منبع تغذیه روی برد، که عمدتاً شامل سیستم های تبدیل نیرو (روشن) است. برد DC/DC)، سیستمهای شارژ روی برد (OBC)، سیستمهای تهویه مطبوع روی برد (PTC و کمپرسورها) و سایر جنبهها.

صنعتی شدن و منطق تکنولوژیکی ماژول های قدرت کاربید سیلیکون خودرو

در حال حاضر، صنعت جهانی کاربید سیلیکون تحت تسلط ایالات متحده، اروپا و ژاپن است و اکثر مواد کاربید سیلیکون از شرکت های آمریکایی تهیه می شود. اروپا دارای یک زنجیره صنعتی کامل است که زیرلایههای کاربید سیلیکون، اپیتاکسی، دستگاهها و کاربردها را پوشش میدهد، در حالی که ژاپن در تراشههای کاربید سیلیکون، ماژولها و توسعه برنامههای کاربردی برتری دارد. چین در حال حاضر دارای یک زنجیره کامل صنعت کاربید سیلیکون است و در سطح بین المللی در برنامه های آماده سازی و آزمایش مواد رقابتی است. در حال حاضر، شرکت های خارجی در رتبه اول قرار دارند و شرکت های داخلی هنوز سهم قابل توجهی از بازار را به خود اختصاص نداده اند. با این حال، در زمینه وسایل نقلیه با انرژی جدید، به دلیل موقعیت پیشرو چین در برق رسانی خودرو، بازار داخلی به عاملی مطلوب برای رشد شرکت های نیمه هادی داخلی تبدیل می شود.

در حال حاضر، شرکت های جهانی کاربید سیلیکون به طور فعال در حال کاوش در بازار خودرو هستند، با کاربردهای اصلی از جمله دستگاه های گسسته قدرت و ماژول های قدرت. در میان آنها، ویژگیهای عالی تراشههای کاربید سیلیکون باید از طریق اتصالات کارآمد و قابل اعتماد با بستهبندی و سیستمهای مداری به منظور دستیابی به عملکرد عالی تحقق یابد. ماژول های قدرت ماسفت کاربید سیلیکون، که از طریق طراحی حرفه ای و فرآیندهای بسته بندی پیشرفته تولید می شوند، در حال حاضر روند اصلی در کاربردهای خودروهای الکتریکی هستند.

ادامه دارد...