
全球正在掀起能源革命,国际能源署统计,2026年为止,再生能源于全球电力容量占比将增加近95%,而太阳能将占这95%的5成以上。
各国绿能目标和政府政策,正加速推动再生能源在太阳能、电动车(EV)基础设施、储能等领域的采用。而第三类宽能隙(WBG)半导体的渗透率持续提升,可望在效率、密度、成本、可靠性中取得新平衡。
碳化矽(SiC)的导入,可使工业、商业、住宅应用中部署电源转换系统带来更多机会,国际IDM大厂如德仪(TI)对SiC相较于传统矽基IGBT型电源应用,在再生能源中的优势提出分析。
TI相关业者表示,SiC电源开关和IGBT,是再生能源系统等高功率应用中常用的电源开关。与传统的矽IGBT相比,SiC在高功率再生能源中具有多项效能优势。
第一个效能优势是相对于IGBT具有更低的电阻和电容,这可以减少功率损耗并有助于提高效率。SiC电源开关可以支持比 IGBT 高得多的开关速度,这有助于降低开关损耗并提高电源转换效率。
这项设计也意味着能有更高的能源产量,对于最大化太阳能逆变器、储能系统或 DC 快速充电器中的电源模块等再生系统中电源转换器的输出至关重要。
许多再生能源应用是在发热量高的小区域内运作,导致设计人员必须积极寻找缩小PCB尺寸和最大化散热的方法。SiC 可以在更高的温度下操作, 电源开关具有更高的热稳定性和机械稳定性,进而实现更小巧的电源设计。
IDM大厂认为,为了充分利用再生能源系统的功率输出,在平衡成本、尺寸和可靠性的同时,将效率提升到最高也非常重要。SiC电源开关在高功率应用中具有多项优势,使其成为太阳能和电动车充电的理想选择。
而台系业者当中,积极布局SiC也不在少数,举凡德微、台半、强茂等。事实上,IGBT仍是相对主流且成熟的功率模块与元件,SiC基板大宗掌控于特定业者手中,IDM厂也大幅启动投资扩产计划。
但短期内IGBT与SiC并存态势仍明确,特别是车用领域,IDM大厂在车规IGBT具有绝对的宰制力,SiC也成为大厂的主要发展目标,并把晶圆产能放大到8寸,2025年后进一步加速渗透到各种应用领域。
责任编辑:朱原弘
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