Mens halvlederledere beklager sig over langsom eftersp\u00f8rgsel og overskydende lagre, ser en sektor ud til at v\u00e6re modstandsdygtig: str\u00f8mkredse af siliciumcarbid, der bruges i elbiler.<\/p>\n
Men virksomheder, der \u00f8nsker at udnytte dette marked, kan l\u00f8be ind i komplikationer, n\u00e5r de g\u00e5r over til 200 mm wafere, hvilket fik aktierne i Wolfspeed og STM til at falde i denne uge.<\/p>\n
Effekthalvledere bruges til at styre, forst\u00e6rke og skifte str\u00f8mmen i kredsl\u00f8b. For at udf\u00f8re denne opgave har de meget h\u00f8jere sp\u00e6ndingsstr\u00f8mv\u00e6rdier sammenlignet med halvlederenheder p\u00e5 signalniveau og st\u00f8rre p-n-overgangsarealer end signalhalvledere.<\/p>\n
Effektdioder er en underkategori af effekthalvledere, der er designet til at h\u00e5ndtere h\u00f8je effektniveauer. For at g\u00f8re det effektivt har de brug for et bredt p-n-overgangsomr\u00e5de for at kunne h\u00e5ndtere mere str\u00f8m. N\u00e5r faste stoffer n\u00e5r deres maksimale str\u00f8mt\u00e6thedst\u00e6rskel, bliver deres funktionalitet imidlertid kompromitteret, og de opvarmes for hurtigt til at forblive funktionelle.<\/p>\n
I takt med at energieffektivitet bliver stadig vigtigere, er der blevet st\u00f8rre eftersp\u00f8rgsel efter effekthalvledere, der minimerer tab. Siliciumcarbid og galliumnitrid (GaN) har begge bevist deres evne til at \u00e5bne op for nye muligheder inden for effekthalvlederteknologi.<\/p>\n
MOSFET'er (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors) er blevet en allestedsn\u00e6rv\u00e6rende del af elektronikken i dag, fra personlige computere og smartphones til elbiler og meget mere. MOSFET'er fungerer som halvlederkontakter, der styrer elektricitetsstr\u00f8mmen mellem elektroniske signaler. Deres anvendelser sp\u00e6nder fra styring af flowkontrolsystemer til videospilkonsoller, telefoner og biler.<\/p>\n
GaN- og SiC-effekthalvlederenheder overgik traditionelle silicium-MOSFET'er, n\u00e5r det gjaldt ydeevne over et bredere temperaturomr\u00e5de, med h\u00f8jere koblingshastigheder med lavere ledningstab og koblingstab, h\u00f8jere koblingshastigheder med st\u00f8rre koblingshastigheder, h\u00f8jere temperaturbestandighed og mindre parasit\u00e6re effekter end deres siliciumbaserede modstykker.<\/p>\n
Effekthalvledere giver mange fordele til mange anvendelser, herunder energibesparelser og lavere omkostninger. Du finder dem i elektriske k\u00f8ret\u00f8jer og opladningssystemer, industrielle motordrev og industrielle motordrev; deres tilstedev\u00e6relse hj\u00e6lper med at reducere tab p\u00e5 vekselstr\u00f8msmotorer samt forbedre n\u00f8jagtigheden for str\u00f8mforsyninger, solcelleanl\u00e6g og elektriske net.<\/p>\n
Effekthalvledere er en uundv\u00e6rlig komponent i de fleste vedvarende energisystemer, hvor de s\u00f8rger for sp\u00e6ndingsregulering, frekvensomdannelse og DC til AC-omdannelse, samtidig med at de hj\u00e6lper med at styre elektricitetsstr\u00f8mmen i kraftv\u00e6rker.<\/p>\n
Siliciumcarbid (SiC) er en robust sekskantet kemisk forbindelse best\u00e5ende af silicium og kulstof, som har st\u00e6rke kovalente bindinger, der skaber et slidst\u00e6rkt materiale med en Mohs-h\u00e5rdhedsgrad, der ligger et sted mellem aluminiumoxid (9) og diamant (10). P\u00e5 grund af sin lave varmeudvidelse og styrkeegenskaber bruges SiC i vid udstr\u00e6kning i industrielle keramikapplikationer som slibemiddel og har fremragende mekaniske egenskaber, herunder slidstyrke og h\u00f8j slagsejhed - to kvaliteter, der har f\u00f8rt til udbredt kommerciel brug i forhold til dets forg\u00e6ngere.<\/p>\n
Siliciumcarbids h\u00e5rde, slibende og ildfaste egenskaber har l\u00e6nge v\u00e6ret anerkendt, men dets halvlederegenskaber er det, der driver dets brug som et af nutidens mest trendy materialer inden for effektelektronik. SiC's brede b\u00e5ndgab g\u00f8r det muligt for enheder, der er fremstillet af dette materiale, at have h\u00f8jere nedbrydningssp\u00e6nding og lavere t\u00e6ndingsmodstand sammenlignet med siliciumbaserede halvledere.<\/p>\n
SiC's lave indre modstand g\u00f8r det til en uvurderlig komponent i effekthalvlederapplikationer, hvor det hj\u00e6lper med at reducere koblingstab ved at lade elektroner flyde mere frit gennem enhederne og dermed skabe effektive tyristorer, IGBT'er, MOSFET'er osv.<\/p>\n
SiC er ogs\u00e5 et ideelt materiale til brug i invertere til elbiler, da det kan forbedre effektiviteten og \u00f8ge r\u00e6kkevidden ved at mindske st\u00f8rrelsen p\u00e5 str\u00f8mstyringssystemet og samtidig forbedre effektt\u00e6theden. If\u00f8lge Goldman Sachs' estimat kan brugen af SiC i invertere spare producenterne for op til $2.000 i produktionsomkostninger og energiforbrug pr. k\u00f8ret\u00f8j.<\/p>\n
Produktion af siliciumcarbid er en indviklet proces, der involverer forskellige stadier fra r\u00e5materialer til produktion af f\u00e6rdige produkter. Med udgangspunkt i naturlige stenkilder udvindes pulveriserede former af SiC ved hj\u00e6lp af enten en bauxitknuser eller en h\u00f8jovn og produceres i pulverform til brug som r\u00e5materiale til yderligere processer. De producerede barrer sorteres derefter omhyggeligt og minuti\u00f8st manuelt af erfarne medarbejdere for at opfylde kundernes krav til renhed og kvalitet, og de endelige produkter f\u00e5s i gr\u00f8nne eller sorte nuancer, der varierer mellem 87-94% renhedsniveauer. Elkems topmoderne siliciumcarbidanl\u00e6g i Liege i Belgien fungerer under navnet EPS (Elkem Processing Services). Dette anl\u00e6g leverer r\u00e5materialer med h\u00f8j renhed og f\u00e6rdige produkter til flere industrier, herunder jern- og st\u00e5lproduktion, keramikproduktion, produktion af ikke-jernholdige metaller, energi, kemikalier og bilindustrien.<\/p>\n
Siliciumcarbid (SiC) er et ekstremt h\u00e5rdt, gr\u00e5gr\u00f8nt materiale med den kemiske formel SiC, som er et af de h\u00e5rdeste stoffer, mennesker kender til, og som kr\u00e6ver diamantslebne klinger for at kunne sk\u00e6res over. Siliciumcarbid fungerer ogs\u00e5 som et halvledermateriale; det betyder, at n\u00e5r det behandles med urenheder eller dopingmidler, kan det udvise halvledende egenskaber, som tillader str\u00f8m at flyde igennem, uden at den blokeres helt - en fremragende kandidat til krafthalvlederenheder.<\/p>\n
Sammenlignet med traditionelle siliciumhalvledere har organiske halvledere flere fordele i forhold til deres forg\u00e6ngere. De kan t\u00e5le h\u00f8jere temperaturer, samtidig med at kravene til aktiv k\u00f8ling mindskes, og skiftefrekvenserne \u00f8ges - alt sammen egenskaber, der g\u00f8r det muligt for producenterne at designe lettere elmotorer med forbedret effektivitet.<\/p>\n
Producenter af effektelektronik udnytter denne teknologi, mens de arbejder p\u00e5 at im\u00f8dekomme den stadigt stigende eftersp\u00f8rgsel efter elektriske k\u00f8ret\u00f8jer. GE har i samarbejde med Wolfspeed udviklet SpeedVal Kit, som giver brugerne mulighed for at teste SiC-enheders ydeevne. Andre virksomheder som McLaren Applied arbejder p\u00e5 at bygge invertere, som kan modst\u00e5 de h\u00f8jere sp\u00e6ndingskrav til elbiler.<\/p>\n
Onsemi har investeret kraftigt i sin topmoderne 200 mm wafer-facilitet i Bucheon, Sydkorea, og udvidet den til fuld produktionskapacitet p\u00e5 over en million 200 mm wafere hvert \u00e5r.<\/p>\n
Det er den f\u00f8rste store fabrik, der specialiserer sig i produktion af siliciumcarbid, hvilket er en del af en l\u00f8bende tendens blandt halvlederproducenter til at bev\u00e6ge sig v\u00e6k fra konventionel siliciumproduktion p\u00e5 grund af omkostnings- og kapacitetsbegr\u00e6nsninger.<\/p>\n
Siliciumkarbidens betydeligt lavere omkostninger har tiltrukket producenter af alle slags, hvilket har f\u00e5et dem til at p\u00e5begynde produktionen. If\u00f8lge Yole Researchs rapport b\u00f8r priserne p\u00e5 8-tommers substrater forts\u00e6tte med at falde, efterh\u00e5nden som produktionen \u00f8ges - det g\u00e6lder is\u00e6r for 8-tommers substrater, hvor syv producenter har n\u00e5et masseproduktion eller vil g\u00f8re det inden for et til to \u00e5r, herunder to epitaksiale anl\u00e6g med en samlet kapacitet p\u00e5 21.000 mm2. Yole bem\u00e6rker ogs\u00e5, at eftersp\u00f8rgslen efter power-enheder af siliciumcarbid vil vokse med tiden.<\/p>\n
E-Mobility er et paraplybegreb, der d\u00e6kker en r\u00e6kke transportl\u00f8sninger, fra biler og busser til lastbiler og terr\u00e6ng\u00e5ende k\u00f8ret\u00f8jer, sammen med deres underst\u00f8ttende infrastruktur samt opladningstjenester og -l\u00f8sninger.<\/p>\n
E-mobilitet giver flere milj\u00f8m\u00e6ssige og \u00f8konomiske fordele. Ved at elektrificere transporten mindskes den globale CO2-udledning, og olieforbruget reduceres - begge dele er skridt i retning af at bremse klimaforandringerne. Desuden fremmer det den \u00f8konomiske udvikling, da de fleste industrier er afh\u00e6ngige af et effektivt middel til at flytte varer, kunder og medarbejdere rundt.<\/p>\n
Elbiler har en anden fordel ved at hj\u00e6lpe med at reducere luftforureningen. Som nulemissionsk\u00f8ret\u00f8jer udleder elbiler langt f\u00e6rre drivhusgasser og forurenende stoffer end traditionelle forbr\u00e6ndingsmotorer i bymilj\u00f8er, hvor forureningsniveauet har tendens til at v\u00e6re h\u00f8jest.<\/p>\n
P\u00e5 grund af disse fordele er eftersp\u00f8rgslen efter e-mobilitet skudt i vejret, og den forventes kun at stige yderligere med tiden. Men desv\u00e6rre st\u00e5r repr\u00e6sentanter for industrien over for flere forhindringer, som skal overvindes for at f\u00e5 en effektiv overgang til denne form for transport.<\/p>\n
En stor udfordring i forbindelse med elbiler er at udvide batteriets lagerkapacitet. P\u00e5 nuv\u00e6rende tidspunkt er elbilbatterier begr\u00e6nset af k\u00f8ret\u00f8jets st\u00f8rrelse, m\u00e6ngden af lagret str\u00f8m og prisen. Derfor er der brug for innovation for at opn\u00e5 en optimal balance mellem energit\u00e6thed, pris og ydeevne.<\/p>\n
En central udfordring for e-mobilitet er at sikre, at den er CO2-neutral. Det kr\u00e6ver, at den elektricitet, der bruges til at drive k\u00f8ret\u00f8jerne, kommer fra vedvarende kilder i stedet for kul eller fossile br\u00e6ndstoffer, og at den er fremstillet af genbrugsmaterialer, s\u00e5 der virkelig skabes gr\u00f8nne biler.<\/p>\n
Producenter, der \u00f8nsker at f\u00e5 succes, bliver n\u00f8dt til at anvende en integreret og omfattende strategi, n\u00e5r de udvikler produkter, som tager fat p\u00e5 disse sp\u00f8rgsm\u00e5l samtidig med produktudviklingen. De bliver n\u00f8dt til at gent\u00e6nke deres strategier, driftsmodeller og forsyningsk\u00e6der; samarbejde indbyrdes og samarbejde om at skabe nye teknologier og tjenester, der fremmer e-mobilitet; samt samarbejde med hinanden om at udvikle s\u00e5danne teknologier og tjenester, der kan drive e-mobilitet fremad.<\/p>\n
P\u00e5 trods af disse forhindringer er fremtiden for e-mobilitet fortsat lys og lovende. En stigning i brugen af elbiler vil skabe et sundere milj\u00f8, mere beboelige byer og en mere b\u00e6redygtig \u00f8konomi.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Mens halvlederledere beklager sig over langsom eftersp\u00f8rgsel og overskydende lagre, er der en sektor, der ser ud til at v\u00e6re modstandsdygtig: Siliciumcarbid-str\u00f8mkredse, der bruges i elbiler. Men virksomheder, der \u00f8nsker at udnytte dette marked, kan l\u00f8be ind i komplikationer, n\u00e5r de g\u00e5r over til 200 mm wafere, hvilket fik aktierne i Wolfspeed og STM til at falde i denne uge. Power Semiconductor Power ...<\/p>\n