पावर मॉड्यूल (आईपीएम), आईजीबीटी, और ऑटोमोटिव पावर डिवाइसेस

सिलिकॉन कार्बाइड को ऑटोमोटिव पावर मॉड्यूल का भविष्य क्यों माना जाता है?

सिलिकॉन कार्बाइड की बैंडगैप चौड़ाई सिलिकॉन-आधारित सामग्रियों की तुलना में लगभग तीन गुना है। क्रिटिकल ब्रेकडाउन फ़ील्ड की ताकत सिलिकॉन-आधारित सामग्रियों की तुलना में लगभग दस गुना है। सिलिकॉन कार्बाइड की तापीय चालकता सिलिकॉन-आधारित सामग्रियों की तुलना में लगभग तीन गुना है, और इलेक्ट्रॉन संतृप्ति बहाव दर सिलिकॉन-आधारित सामग्रियों की लगभग दोगुनी है। सिलिकॉन कार्बाइड सामग्री की उच्च वोल्टेज प्रतिरोध, उच्च तापमान प्रतिरोध और उच्च आवृत्ति विशेषताएं उन्हें सिलिकॉन-आधारित उपकरणों की तुलना में अधिक मांग वाली परिचालन स्थितियों के लिए उपयुक्त बनाती हैं। वे अनुप्रयोगों में लागत, आकार और वजन को कम करते हुए दक्षता और बिजली घनत्व में उल्लेखनीय सुधार कर सकते हैं।

विभिन्न अर्धचालक सामग्रियों की प्रदर्शन तुलना

योल डेटा के अनुसार, सिलिकॉन कार्बाइड बिजली उपकरणों का वैश्विक बाजार आकार 1.09 में 2021 बिलियन डॉलर से बढ़कर 6.297 में 2027 बिलियन डॉलर होने का अनुमान है, जिसमें 34% की चक्रवृद्धि वार्षिक वृद्धि दर (सीएजीआर) होगी। उनमें से, इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए सिलिकॉन कार्बाइड का बाजार आकार $685 मिलियन से $4.986 बिलियन तक बढ़ने की उम्मीद है, जो कि 39.2% की उच्चतर सीएजीआर को प्रदर्शित करता है। इलेक्ट्रिक वाहन (इनवर्टर, ऑनबोर्ड चार्जर और डीसी/डीसी कन्वर्टर्स सहित) सिलिकॉन कार्बाइड के लिए सबसे बड़े डाउनस्ट्रीम एप्लिकेशन का प्रतिनिधित्व करते हैं, इसकी बाजार हिस्सेदारी 62.8% से बढ़कर 79.2% होने का अनुमान है, जो बाजार हिस्सेदारी में निरंतर ऊपर की ओर रुझान का संकेत देता है।

योल द्वारा बाजार विश्लेषण

ऑटोमोटिव उद्योग में सिलिकॉन कार्बाइड के अनुप्रयोग का रुझान

इलेक्ट्रिक वाहन उद्योग में सबसे चिंताजनक मुद्दा ड्राइविंग रेंज का है। ऐसे कई कारक हैं जो ड्राइविंग रेंज को प्रभावित करते हैं, जिनमें बैटरी क्षमता, वाहन का वजन और बिजली प्रणाली की ऊर्जा रूपांतरण दक्षता शामिल है। पावर सेमीकंडक्टर ऊर्जा रूपांतरण के मूल हैं, और सिलिकॉन कार्बाइड पावर उपकरणों में सिलिकॉन-आधारित उपकरणों पर फायदे हैं, जैसे कम चालन हानि, उच्च स्विचिंग आवृत्तियों और उच्च कार्यशील वोल्टेज सहनशक्ति। वे उच्च सिस्टम ऊर्जा रूपांतरण दक्षता प्राप्त कर सकते हैं और समान मात्रा में बिजली के साथ सिलिकॉन-आधारित बिजली उपकरणों का उपयोग करने की तुलना में अधिक ड्राइविंग रेंज प्रदान कर सकते हैं। इसलिए, इलेक्ट्रिक वाहनों में सिलिकॉन कार्बाइड बिजली उपकरणों के अनुप्रयोग की मांग तेजी से प्रमुख होती जा रही है। इलेक्ट्रिक वाहनों में, सिलिकॉन कार्बाइड बिजली उपकरणों का अनुप्रयोग मुख्य रूप से दो दिशाओं पर केंद्रित है: एक मोटर ड्राइव इन्वर्टर (मोटर नियंत्रक) के लिए है, और दूसरा ऑन-बोर्ड बिजली आपूर्ति प्रणाली के लिए है, जिसमें मुख्य रूप से बिजली रूपांतरण प्रणाली (ऑन-) शामिल है। बोर्ड डीसी/डीसी), ऑन-बोर्ड चार्जिंग सिस्टम (ओबीसी), ऑन-बोर्ड एयर कंडीशनिंग सिस्टम (पीटीसी और कंप्रेसर) और अन्य पहलू।

ऑटोमोटिव सिलिकॉन कार्बाइड पावर मॉड्यूल का औद्योगीकरण और तकनीकी तर्क

वर्तमान में, वैश्विक सिलिकॉन कार्बाइड उद्योग पर संयुक्त राज्य अमेरिका, यूरोप और जापान का प्रभुत्व है, जिसमें अधिकांश सिलिकॉन कार्बाइड सामग्री अमेरिकी कंपनियों से आती है। यूरोप में सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट, एपिटेक्सी, डिवाइस और एप्लिकेशन को कवर करने वाली एक पूरी औद्योगिक श्रृंखला है, जबकि जापान को सिलिकॉन कार्बाइड चिप, मॉड्यूल और एप्लिकेशन विकास में अग्रणी लाभ है। चीन के पास वर्तमान में पूर्ण सिलिकॉन कार्बाइड उद्योग श्रृंखला है और सामग्री तैयार करने और परीक्षण अनुप्रयोगों में अंतरराष्ट्रीय स्तर पर प्रतिस्पर्धी है। वर्तमान में, विदेशी कंपनियाँ शीर्ष पर हैं, और घरेलू कंपनियों ने अभी तक कोई महत्वपूर्ण बाज़ार हिस्सेदारी स्थापित नहीं की है। हालाँकि, नई ऊर्जा वाहनों के क्षेत्र में, वाहन विद्युतीकरण में चीन की अग्रणी स्थिति के कारण, घरेलू बाजार घरेलू अर्धचालक कंपनियों के उदय के लिए एक अनुकूल कारक बन रहा है।

वर्तमान में, वैश्विक सिलिकॉन कार्बाइड कंपनियाँ ऑटोमोटिव बाज़ार में सक्रिय रूप से खोजबीन कर रही हैं, और उनके मुख्य अनुप्रयोग पावर डिस्क्रीट डिवाइस और पावर मॉड्यूल हैं। इनमें से, उत्कृष्ट प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए, पैकेजिंग और सर्किट सिस्टम के साथ कुशल और विश्वसनीय कनेक्शन के माध्यम से सिलिकॉन कार्बाइड चिप्स की उत्कृष्ट विशेषताओं को साकार करना आवश्यक है। पेशेवर डिज़ाइन और उन्नत पैकेजिंग प्रक्रियाओं के माध्यम से निर्मित सिलिकॉन कार्बाइड MOSFET पावर मॉड्यूल, वर्तमान में इलेक्ट्रिक वाहन अनुप्रयोगों में मुख्यधारा का चलन हैं।

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