کاربردهای کاربید سیلیکون

کاربید سیلیکون ویژگی‌های قابل توجهی مانند پهنای باند بالا، میدان الکتریکی شکست بالا، رسانایی حرارتی بالا و نرخ رانش اشباع الکترونی بالا دارد. این ماده می‌تواند نیازهای دستگاه برای توسعه علمی و فناوری را برای سناریوهای پیچیده مانند دمای بالا، توان بالا، ولتاژ بالا و فرکانس بالا برآورده کند. این ماده به طور گسترده در الکترونیک قدرت، وسایل نقلیه انرژی جدید، ذخیره‌سازی انرژی، تولید هوشمند، فتوولتائیک، حمل و نقل ریلی و سایر زمینه‌ها مورد استفاده قرار گرفته است. می‌توان گفت که “همه چیز می‌تواند کاربید سیلیکون باشد.”

کاربردهای کاربید سیلیکون در وسایل نقلیه انرژی جدید

در بخش وسایل نقلیه انرژی جدید، کاربرد فناوری کاربید سیلیکون به کلید بهبود عملکرد وسایل نقلیه الکتریکی و هیبریدی تبدیل شده است. دستگاه‌های کاربید سیلیکون با رسانایی حرارتی بالا، قدرت میدان الکتریکی شکست بالا و خواص مکانیکی عالی، به طور قابل توجهی کارایی و قابلیت اطمینان سیستم‌های محرک الکتریکی، سیستم‌های شارژ و سیستم‌های مدیریت انرژی را افزایش می‌دهند.

کاربردهای سیلیکون کاربید در رانندگی هوشمند و اینترنت وسایل نقلیه

در بحبوحه توسعه سریع رانندگی هوشمند و اینترنت وسایل نقلیه، فناوری سیلیکون کاربید با عملکرد برتر خود، به تدریج در حال نفوذ به حوزه‌های کلیدی مانند سیستم‌های حسگر، واحدهای پردازش داده و ماژول‌های ارتباطی است و عملکرد و قابلیت اطمینان سیستم را به طور قابل توجهی بهبود می‌بخشد.

کاربردهای سیلیکون کاربید در سیستم‌های فتوولتائیک

در سیستم‌های فتوولتائیک، اجزای اصلی مانند اینورترها، کنترل‌کننده‌های MPPT و ماژول‌های تبدیل ذخیره انرژی، تقاضاهای متعددی را بر دستگاه‌های قدرت تحمیل می‌کنند، از جمله راندمان بالا، مقاومت در برابر ولتاژ بالا، عملکرد در دمای بالا و کوچک‌سازی. دستگاه‌های سیلیکونی سنتی در محیط‌های با ولتاژ و دمای بالا، افت راندمان قابل توجهی را تجربه می‌کنند و قادر به برآورده کردن نیازهای رو به رشد چگالی توان نیروگاه‌های فتوولتائیک نیستند.

کاربردهای سیلیکون کاربید در ارتباطات 5G

در کاربردهایی مانند ارتباطات بی‌سیم و سیستم‌های رادار، دستگاه‌های RF به عنوان هسته انتقال و پردازش سیگنال عمل می‌کنند و عملکرد آنها برای پایداری سیستم بسیار مهم است. دستگاه‌های RF مبتنی بر کاربید سیلیکون نیمه عایق، به دلیل خواص شکاف باند وسیع خود، مزایایی مانند تلفات کم، پهنای باند بالا و چگالی توان بالا را ارائه می‌دهند که آنها را به یک عامل کلیدی برای سیستم‌های ارتباطی نسل بعدی 5G و نظامی تبدیل می‌کند.

کاربردهای کاربید سیلیکون در شبکه‌های برق

کاربید سیلیکون می‌تواند با بهبود کارایی و ظرفیت انتقال و توزیع برق، شبکه‌های برق را به طور قابل توجهی افزایش دهد. زیرلایه‌های کاربید سیلیکون می‌توانند در دماها، ولتاژها و فرکانس‌های بالاتر کار کنند و اجزایی مانند مبدل‌ها، تابلوها و ترانسفورماتورها را کوچک‌تر و کارآمدتر کنند و در نتیجه تلفات انرژی را کاهش داده و کیفیت برق را بهبود بخشند.

کاربردهای کاربید سیلیکون در هواپیماهای کم ارتفاع

هواپیماهای جدید، که با eVTOL (برخاست و فرود عمودی الکتریکی) نشان داده می‌شوند، به یک نقطه کانونی در اقتصاد جهانی کم ارتفاع تبدیل شده‌اند و انتظار می‌رود به یک صنعت تریلیون دلاری جدید تبدیل شوند. دستگاه‌های MOSFET SiC، از طریق جهش‌های کارایی و نوآوری‌های سبک وزن خود، eVTOL را از مرحله آزمایشی به بهره‌برداری تجاری می‌رسانند. دستگاه‌های SiC MOSFET به یک جزء اصلی سیستم‌های قدرت eVTOL تبدیل شده‌اند و عملکرد بهبود یافته و کاهش هزینه آنها، صنعت را به سمت کاربرد در مقیاس بزرگ سوق خواهد داد.

کاربردهای سیلیکون کاربید در هوش مصنوعی (AI)

برق در حال تبدیل شدن به جدیدترین گلوگاهی است که پیشرفت هوش مصنوعی (AI) را تهدید می‌کند. قدرت محاسباتی رو به رشد سریع هوش مصنوعی با افزایش مصرف انرژی همراه است که به طور قابل توجهی بر تقاضای انرژی اجتماعی عادی تأثیر می‌گذارد. به عنوان مثال، با در نظر گرفتن مراکز داده ایالات متحده، تا سال 2030 آنها می‌توانند تا 9٪ از تولید برق کشور را مصرف کنند، تقریباً معادل خروجی سالانه 40 نیروگاه هسته‌ای متوسط.

با چنین مقیاس بزرگی از مصرف برق، حتی کاهش 0.1٪ در مصرف انرژی نیز عامل مهمی است. برای کمک به رفع این کمبود برق فوری، اکوسیستم صنعت جهانی به طور فعال در حال بررسی تمام گزینه‌های ممکن است. به عنوان مثال، ON Semiconductor سری جدیدی از MOSFET های قدرت ترانشه سیلیکونی و MOSFET های SiC را توسعه داده است.

کاربرد سیلیکون کاربید در صنعت رباتیک

ربات‌ها و وسایل نقلیه انرژی نو از نظر معماری فنی شباهت زیادی به هم دارند. تراشه‌های خودرو را می‌توان به کاربردهای رباتیک منتقل کرد، اما باید با الزامات عملکردی مختلف سازگار شوند. به عنوان مثال، نیمه‌هادی‌های قدرت، علاوه بر سیستم‌های خودرو، دارای قابلیت‌های فنی قابل استفاده در کنترل‌کننده‌های محرک موتور برای مفاصل رباتیک نیز هستند. تقاضا برای کنترل توان کارآمد در این بازار نوظهور رباتیک به سرعت در حال رشد است.