ไดโอดสามารถทำให้เกิดผลการประหยัดพลังงานและการเพิ่มประสิทธิภาพอะไรได้บ้างภายใต้เป้าหมายของความเป็นกลางของคาร์บอน

1 นวัตกรรมด้านวัสดุ: อุปกรณ์กึ่งตัวนำแบบ Bandgap แบบกว้างเปิดยุคแห่งการสูญเสียต่ำ
ไดโอดที่ใช้ซิลิคอน-แบบดั้งเดิมมีปัญหาเรื่องการใช้พลังงานที่เห็นได้ชัดเจนในสถานการณ์-แรงดันไฟฟ้าและความถี่สูง- เนื่องจากมีความต้านทานสูงและความถี่ในการสลับต่ำ วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ bandgap แบบกว้างที่แสดงโดยซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) และแกลเลียมไนไตรด์ (GaN) ได้กลายเป็นทิศทางหลักในการอัพเกรดเทคโนโลยีไดโอดเนื่องจากข้อได้เปรียบทางกายภาพ

ลดการสูญเสียการนำไฟฟ้า
ความต้านทานการนำไฟฟ้าของไดโอด SiC มีค่าเพียง 1/100 ถึง 1/300 ของอุปกรณ์ที่ใช้ซิลิคอน- ในการใช้งานเสาชาร์จแรงดันสูง- 800V การสูญเสียการนำไฟฟ้าสามารถลดลงได้มากกว่า 60% ตัวอย่างเช่น ไดโอด SiC Schottky ของ ROHM ปรับปรุงประสิทธิภาพ 3% เมื่อเทียบกับอุปกรณ์ที่ใช้ซิลิคอน-ที่ความถี่การทำงาน 100kHz และแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าลดลงจาก 0.45V เป็น 0.28V ส่งผลให้ประสิทธิภาพของระบบเพิ่มขึ้น 0.4 จุดเปอร์เซ็นต์
การเพิ่มประสิทธิภาพคุณลักษณะของสวิตช์
เวลาการกู้คืนแบบย้อนกลับของไดโอด SiC ใกล้เป็นศูนย์ และคุณลักษณะการสลับความถี่สูง-ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการแปลงพลังงานได้อย่างมาก ในระบบไฟฟ้าของศูนย์ข้อมูล โมดูลอิเล็กทรอนิกส์กำลังที่ใช้ไดโอด SiC สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการแปลงจากขอบกริดไปจนถึงโปรเซสเซอร์จาก 80% เป็นมากกว่า 90% ซึ่งช่วยประหยัดพลังงานไฟฟ้าได้มากกว่า 200 kWh ต่อเซิร์ฟเวอร์ต่อปี
ทนต่ออุณหภูมิสูงและบูรณาการ
อุปกรณ์ SiC สามารถทำงานได้อย่างเสถียรในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 200 องศา ซึ่งช่วยลดความซับซ้อนในการออกแบบการกระจายความร้อน ด้วยบรรจุภัณฑ์แบบโมดูลาร์ ไดโอดซิลิคอนคาร์ไบด์ของ Tongfangdi Yi ช่วยลดพื้นที่ชิปลง 20% ขณะเดียวกันก็รวมวงจรการขับขี่และฟังก์ชันการป้องกันเข้าด้วยกันเพื่อสร้างคอมโพสิตที่มีความหนาแน่นของพลังงานสูง- เหมาะสำหรับสถานการณ์ต่างๆ เช่น โมดูลชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าและตัวขับเคลื่อนมอเตอร์อุตสาหกรรม
2 การขยายสถานการณ์การใช้งาน: จากองค์ประกอบเดียวไปจนถึงการประหยัดพลังงานระดับระบบ-
การประหยัดพลังงาน-และการเพิ่มประสิทธิภาพของไดโอดได้ขยายจากฟังก์ชันการแก้ไขและควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบเดิมๆ ไปจนถึงการจัดการพลังงานแบบห่วงโซ่เต็มรูปแบบ ครอบคลุมพื้นที่หลักๆ เช่น การผลิตพลังงานใหม่ ยานพาหนะไฟฟ้า การควบคุมทางอุตสาหกรรม และศูนย์ข้อมูล

การสร้างพลังงานใหม่: การปรับปรุงประสิทธิภาพอินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์
ในระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ ไดโอด SiC ที่ใช้กับอินเวอร์เตอร์ DC-AC สามารถลดการสูญเสียการสลับได้ 30% และปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบได้ 2-3 เปอร์เซ็นต์ ยกตัวอย่างโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาด 100 เมกะวัตต์ การผลิตไฟฟ้าต่อปีสามารถเพิ่มขึ้นได้ 2 ล้านกิโลวัตต์ชั่วโมง และลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ 1,600 ตัน
ยานพาหนะไฟฟ้า: ลดเวลาในการชาร์จและขยายช่วง
ในแพลตฟอร์มการชาร์จเร็วแรงดันสูง- ไดโอด SiC และ MOSFET ทำงานร่วมกันเพื่อเพิ่มความหนาแน่นพลังงานของโมดูลการชาร์จเป็น 35kW/L และประสิทธิภาพการชาร์จสูงถึง 98% หลังจากใช้อุปกรณ์จ่ายไฟ SiC แล้ว Tesla Model 3 ได้เพิ่มระยะการทำงานขึ้น 5% และลดเวลาในการชาร์จลง 20%
มอเตอร์อุตสาหกรรม: ลดการใช้พลังงานและค่าบำรุงรักษา
ระบบมอเตอร์อุตสาหกรรมคิดเป็น 45% ของการใช้ไฟฟ้าทั่วโลก และไดรฟ์ความถี่แปรผันที่ใช้ไดโอด SiC สามารถเพิ่มประสิทธิภาพมอเตอร์จาก 85% เป็น 95% ตัวอย่างเช่น หลังจากการปรับปรุงโรงงานเหล็กแห่งหนึ่ง สามารถประหยัดไฟฟ้าต่อปีได้ถึง 120 ล้านกิโลวัตต์ชั่วโมง และการปล่อยก๊าซคาร์บอนลดลง 96,000 ตัน
ศูนย์ข้อมูล: เพิ่มประสิทธิภาพการจัดการพลังงานและการระบายความร้อน
การใช้พลังงานของศูนย์ข้อมูลคิดเป็น 2% ของทั้งหมดทั่วโลก และการใช้โมดูลพลังงานไดโอด SiC สามารถลดค่า PUE (ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน) ให้ต่ำกว่า 1.1 จากตัวอย่างศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่พิเศษ การประหยัดพลังงานต่อปีเกิน 50 ล้าน kWh ซึ่งเทียบเท่ากับการลดการใช้ถ่านหินมาตรฐาน 40,000 ตัน
3 การทำงานร่วมกันในห่วงโซ่อุตสาหกรรม: การทดแทนการแปลและการสร้างระบบนิเวศใหม่
ท่ามกลางการปรับโครงสร้างห่วงโซ่อุปทานทั่วโลก อุตสาหกรรมไดโอดของจีนกำลังเปลี่ยนจาก "ตามกระแส" ไปสู่ ​​"เป็นผู้นำ" ผ่านความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและการทำงานร่วมกันในระบบนิเวศ

ส่วนท้ายของวัสดุ: การขยายกำลังการผลิตซับสเตรต SiC
องค์กรในประเทศ เช่น Tianyue Advanced และ Sanan Optoelectronics ประสบความสำเร็จในการผลิตซับสเตรต SiC ขนาด 6 นิ้วจำนวนมาก โดยมีกำลังการผลิตทั่วโลกที่ 30% ภายในปี 2568 ต้นทุนของซับสเตรตลดลง 60% เมื่อเทียบกับปี 2020 ส่งผลให้ราคาไดโอด SiC จาก 10 ดอลลาร์ต่อชิปเป็น 2 ดอลลาร์ ซึ่งช่วยเร่งการเจาะตลาดในด้านอิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคและแผงเซลล์แสงอาทิตย์
จุดสิ้นสุดของการผลิต: เทคโนโลยีการบรรจุและการทดสอบซ้ำ
องค์กรในประเทศใช้เทคโนโลยีบรรจุภัณฑ์แบบย่อขนาด เช่น DFN และ SODFL เพื่อลดการเหนี่ยวนำปรสิตของไดโอดลง 50% และปรับให้เข้ากับเค้าโครง PCB ความหนาแน่นสูง- ตัวอย่างเช่น ไดโอด SiC 1200V ของ Shilanwei บรรจุอยู่บนพื้นผิวทองแดง ซึ่งช่วยลดอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นได้ 40 องศา เมื่อเทียบกับผลิตภัณฑ์แบบดั้งเดิม และปรับปรุงความน่าเชื่อถือของระบบได้อย่างมาก
จุดสิ้นสุดการใช้งาน: การผูกมัดลึกของห่วงโซ่นิเวศน์
BYD, Huawei Digital Energy และผู้ผลิตระบบอื่นๆ ร่วมมือกับบริษัทไดโอดเพื่อพัฒนาผลิตภัณฑ์ตามความต้องการ ตัวอย่างเช่น Yangjie Technology ได้ร่วมมือกับ BYD ในการพัฒนาไดโอด SiC เกรดยานยนต์ ซึ่งได้รับการนำไปใช้อย่างกว้างขวางในรุ่น Han EV ที่มีมูลค่ารถยนต์คันเดียวมากกว่า 500 หยวน ก่อให้เกิดระบบนิเวศแบบวงปิด-ของ "ระบบชิปวัสดุ"