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ST开启再生能源革命 携手自然迎接能源挑战
[作者 王岫晨]   2023年12月18日 星期一 浏览人次: [1963]

随着全球能源需求於2030年预计将增长30%,同时碳排放量目标扩大至减少45%(控制全球暖化在摄氏1.5℃以内),再生能源正成为攸关人类未来的重要议题。回顾十年前,人们只顾担??石油、煤炭和天然气等资源何时枯竭,但现在人们转变思维,更注重人类在地球上的永续生存方式。



图一
图一

亚太区(不包含中国区)功率离散与类比子部门市场总监Daniel JEOUN指出,当下人们正在积极探索从太阳、风和海洋等资源中生产再生能源的方法。氢气转换为能源,海洋中的能量被开发,成为帮助我们在这个环保时代生存的不可或缺之力。这是当前时势中不可忽视的关键议题。


太阳能电池板被视为发展再生能源的核心,每一个太阳能区块都展示了光能转换为实际应用的过程。首先,吸收并储存电能於储能系统(ESS)中,随後透过光伏逆变器转换为交流电。再度转换为直流电,因为整体系统运作於直流体系。



图二
图二

传统的矽元件解决方案可以实现平均82%的发电效率,看似令人满意。然而,当功率扩大到千兆瓦时,透过新型宽能隙材料的使用,效率额外提升8%。这样的进步虽小,但在兆瓦级别上则能产生显着的节能效果,同时通过减少待机模式的浪费,实现对地球能源的巨大贡献。这正是朝向更环保世界迈进的一大步。



图三
图三

接着,让我们探讨宽能隙装置。虽然宽能隙材料存在已有一段时间,但由於技术限制和高昂的制造成本,导致未能实现产业化。然而,随着技术创新和投资的不断增加,意法半导体已经成功将其引入产业应用。



图四
图四

相较於传统的矽元件,宽能隙元件具有多项优势。其中最为重要的是高击穿电压和快速开关性能。相对於矽元件,宽能隙元件更具高效能和小尺寸的特点。碳化矽(SiC)和氮化??(GaN)是两种常见的宽能隙材料,各自拥有优势。碳化矽拥有较高的热导率,适用於大功率和高电压系统,这也是电动汽车市场首选SiC的原因。宽能隙元件市场虽然尚未完全成熟,但在这方面,意法半导体正居於领先地位。



图五
图五

在SiC MOSFET领域,意法半导体的市占率超过50%。每两年推出新一代SiC技术,有助於不断创新和引领市场。同时,对基板开发和晶圆加工进行的巨额投资,意在10年内将产能提升10倍。这样的技术领先地位对客户至关重要,因为他们需要满足不断扩展需求的新型号和产品。


而谈到氮化??(GaN),这是相对较新的宽能隙材料。尽管氮化??市场在2021年仅有1亿美元的规模,但分析师预估到2027年将增长20倍,为意法半导体提供极隹发展机会。公司积极进行氮化??的投资,并推动其在市场上的发展。



图六
图六

意法半导体拥有三类不同的氮化??产品,包括PowerGaN、MasterGaN和VIPerGaN。这些产品涵盖高功率密度、驱动器配置以及系统级封装,为客户提供更多选择,同时更易实现高效能且小型化的产品。



图七
图七

为了维持在工业领域的市场领先地位,意法半导体在亚太地区建立了以电力与能源、马达控制和自动化为核心的创新技术中心。专业技术的发展让公司能够继续引领市场,同时为客户提供永续的创新支援。在这场再生能源革命中,意法半导体不仅提供技术,更是携手大自然,共同应对全球能源挑战。


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