⚫ ومن المتوقع أن تصل إلى ما يقرب من 1000000000 $ في عام 2020، من السائقين جانب الطلب من السيارات الهجينة والكهربائية، (PV) محولات الكهرباء والضوئية الأسواق الناشئة كربيد السيليكون ونيتريد الغاليوم (الجاليوم) أشباه الموصلات السلطة.
سوف تطبيق ⚫ أشباه الموصلات السلطة كربيد والجاليوم وهجين كهربائي مجموعة الحركة سيارة العاكس الرئيسي يؤدي بعد 2017 معدل النمو السنوي المركب (CAGR) أكثر من 35٪ لتصل إلى 10 مليارات $ في 2027.
⚫ عام 2020، الجاليوم على السيليكون ومن المتوقع أن يصل الترانزستور تأثير أكسيد معدن السليكون مجال أشباه الموصلات (MOSFET) والترانزستور ثنائي القطب بوابة معزولة (IGBT) سعر شقة، ولكن أيضا توفير نفس المفيد (سي) الترانزستور الأداء: بمجرد الوصول إلى هذا المعيار ، من المتوقع أن يصل سعر سوق الطاقة GaN إلى 600 مليون دولار في عام 2024 ، ثم يرتفع إلى أكثر من 1.7 مليار دولار في عام 2027.
تحليل IHS ماركيت
إن التوقعات لاستمرار النمو القوي في صناعة كربيد السيليكون عالية ، حيث أن المحرك الرئيسي هو النمو في مبيعات السيارات الهجينة والكهربائية ، كما أن تغلغل السوق يتزايد ، خاصة في الصين ، الثنائيات الشوتكية ، الدوائر المتكاملة منخفضة المقاومة (MOSFETs) ، ترانزستورات تأثير المجال البيني (JFET) وظهرت غيرها من أجهزة منفصلة SiC في محولات DC-DC السيارات ذات الإنتاج الضخم ، وأجهزة شحن بطارية السيارة.
هناك إشارات أكثر وضوحًا على أن محوِّل القيادة الرئيسي - باستخدام مرشحات SiCETs بدلاً من الترانزستورات ثنائية القطب المعزولة (IGBTs) - سيبدأ في الظهور في السوق في غضون 3 إلى 5 سنوات ؛ نظرًا لوجود عدد كبير من الأجهزة في العاكس الرئيسي ، أكثر بكثير من الرقم الموجود في محول DC-DC وشاحن السيارة ، سيؤدي ذلك إلى زيادة الطلب على المعدات بسرعة ، ولعله في مرحلة ما ، يختار مصنع العاكس أخيرا منتج SiC كامل مخصص وحدات الطاقة ، وليس أجهزة منفصلة SiC. التكامل ، والتحكم وتحسين الحزمة هي المزايا الرئيسية لتجميع وحدات.
ليس فقط على عدد من كربيد أجهزة للسيارة سوف تزيد، وللسيارات الكهربائية البطارية (بيف) والمكونات في تسجيل الهجين السيارة الكهربائية (PHEV) من الطلب العالمي الجديد سوف تزيد 10 أضعاف بين 2017 و 2027 لأن تستهدف العديد من الحكومات في جميع أنحاء العالم للحد من تلوث الهواء، مع الحد من المركبات الاعتماد حرق الوقود الاحفوري. الصين، أعلنت الهند وفرنسا وبريطانيا والنرويج بالفعل عن خطط لحظر سيارات مجهزة مع محرك الاحتراق الداخلي في العقود المقبلة، وحلت محلها نظافة سيصبح مستقبل المركبات المَكْرُفة عمومًا جيدًا جدًا ، خاصةً لأشباه الموصلات ذات فجوة الحزمة الواسعة.
كربيد
بالمقارنة مع الجيل الأول والجيل الثاني من مواد أشباه الموصلات سي الغاليوم المواد أشباه الموصلات، وكربيد له خصائص فيزيائية وكيميائية أفضل، وتشمل هذه الخصائص الموصلية الحرارية العالية، وصلابة عالية، ومقاومة المواد الكيميائية، وارتفاع درجة الحرارة المقاومة، الشفافية، وما شابه ذلك من موجة الضوء. كربيد مادة ممتازة في الخصائص الحرارية وأيضا الخصائص المضادة للإشعاع جعلها واحدة من المواد المفضلة أعد الثنائي الضوئي وعلاوة على ذلك، يمكن أن أجهزة الاستشعار على أساس كربيد-تعويض عن الأداء المعيب من أجهزة الاستشعار على أساس سي في درجة حرارة عالية وضغط مرتفع والبيئات القاسية، التي لديها أكثر تطبيق واسع النطاق للفضاء. مع كربيد كممثل للأجهزة السلطة ذات فجوة الحزمة أشباه الموصلات واسعة هو واحد من أجهزة أشباه الموصلات الطاقة الأسرع تطورا حاليا في مجال الالكترونيات والكهرباء.
الأجهزة الإلكترونية السلطة كربيد بما في ذلك الثنائيات والترانزستورات السلطة (التبديل الترانزستور). يمكن للأجهزة السلطة كربيد السلطة السلطة الالكترونية نظام، ودرجة الحرارة، والتردد، ومقاومة الإشعاع، والموثوقية والكفاءة تضاعفت لتبرزي حجم والوزن والتكلفة انخفاض كبير في أجهزة السلطة كربيد يمكن مقسوما على مجالات التطبيق الجهد:
⚫ التطبيقات ذات الجهد المنخفض (600 V إلى 1.2kV): مجال التطبيقات الاستهلاكية والتجارية الراقية (مثل أجهزة الألعاب، والبلازما وشاشات الكريستال السائل التلفزيون، الخ.) (مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة، والإضاءة في الحالة الصلبة، كوابح الإلكترونية، الخ)، وكذلك في مناطق أخرى (مثل الخدمات الطبية والاتصالات، والدفاع، وغيرها)
⚫ تطبيقات الجهد المتوسط (1.2kV إلى 1.7kV): السيارة الكهربائية / السيارات الكهربائية الهجينة (EV / اتش اى فى)، محولات الطاقة الشمسية الضوئية، إمدادات الطاقة غير المنقطعة (UPS)، والمحرك الصناعي مدفوعة (مدفوعة AC محرك AC) وما شابه ذلك.
⚫ تطبيقات الجهد العالي (2.5kV ، 3.3kV ، 4.5kV وما فوق 6.5kV): طاقة الرياح ، والجر القاطرة ، والجهد العالي / نقل الطاقة UHV وهلم جرا.
الجاليوم
تستخدم أجهزة الطاقة GaN وأنواع أخرى من أشباه موصلات الطاقة في إلكترونيات الطاقة ، حيث تستخدم إلكترونيات الطاقة بشكل أساسي مجموعة متنوعة من المكونات الإلكترونية ذات الحالة الصلبة للتحكم في الطاقة الكهربائية وتحويلها بكفاءة أكبر من أي شيء من شاحن الهواتف الذكية إلى محطة طاقة كبيرة. ومن بين مكونات الحالة الصلبة هذه ، تعمل مقابض التحويل بالتبديل بالتبريد.
GaN هو الاختيار المثالي لهذه التطبيقات ، ويعتمد GaN على الغاليوم و nitrides III-V وهو عملية ذات فجوة نطاق واسعة ، وهذا يعني أنه أسرع من الأجهزة التقليدية القائمة على السيليكون ويمكن أن يوفر أعلى انهيار الجهد.
أجهزة كربيد أن ينمو عامل تثبيط القصوى قد يكون الجاليوم الأجهزة. وكان أول من السيارات AEC-Q101 الترانزستور مواصفات الجاليوم الصادرة عن Transphorm في عام 2017، والأجهزة الجاليوم ملفقة على رقاقة والجاليوم على سي جود بتكلفة منخفضة نسبيا ، هي أيضا أسهل لصنع أكثر من أي منتج على رقائق كربيد. لهذه الأسباب، يمكن أن الجاليوم الترانزستور أصبح يفضل العاكس أواخر 2020s، هو أفضل من أكثر تكلفة كربيد MOSFET.
Transphorm هيكل Cascode مبتكرة
في السنوات الأخيرة ، كانت القصة الأكثر إثارة للاهتمام حول أجهزة الطاقة GaN هي وصول الدوائر المتكاملة لنظام GaN (ICs) ، التي تغلف الترانزستورات GaN مع ICs سائق بوابة السيليكون أو ICN ICs متجانسة بالكامل. بمجرد أن يتم استهداف أدائها في الهواتف المحمولة و يتم تحسين أجهزة شحن المفكرة وغيرها من التطبيقات ذات الحجم الكبير ، ومن المرجح أن تكون متاحة على نطاق واسع على نطاق أوسع ، وعلى النقيض من ذلك ، فإن تطوير صمامات الطاقة الكهربائية GaN التجارية لم يبدأ أبدًا نظرًا لأنها فشلت في توفير أداء مهم مقارنة بأجهزة Si. وقد أثبتت المنافع والتطورات ذات الصلة أنها مكلفة للغاية وغير مجدية ، وقد تم استخدام ثنائيات SiC Schottky لهذا الغرض ولها خارطة طريق تسعير جيدة.