การประยุกต์ใช้ซิลิกอนคาร์ไบด์

ซิลิคอนคาร์ไบด์มีคุณสมบัติสำคัญหลายประการ เช่น ความกว้างของแบนด์แก็ปสูง สนามไฟฟ้าเบรกเกอร์สูง ค่าการนำความร้อนสูง และอัตราดริฟท์อิเล็กตรอนอิ่มตัวสูง ซิลิคอนคาร์ไบด์สามารถตอบสนองความต้องการของอุปกรณ์ในการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสำหรับสถานการณ์ที่ซับซ้อน เช่น อุณหภูมิสูง กำลังไฟฟ้าสูง แรงดันไฟฟ้าสูง และความถี่สูง ซิลิคอนคาร์ไบด์ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง รถยนต์พลังงานใหม่ ระบบกักเก็บพลังงาน การผลิตอัจฉริยะ เซลล์แสงอาทิตย์ ระบบขนส่งทางรถไฟ และสาขาอื่นๆ กล่าวได้ว่า “ทุกสิ่งสามารถเป็นซิลิคอนคาร์ไบด์ได้”

การประยุกต์ใช้ซิลิคอนคาร์ไบด์ในรถยนต์พลังงานใหม่

ในภาคยานยนต์พลังงานใหม่ การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีซิลิคอนคาร์ไบด์กำลังกลายเป็นกุญแจสำคัญในการพัฒนาสมรรถนะของรถยนต์ไฟฟ้าและรถยนต์ไฮบริด อุปกรณ์ซิลิคอนคาร์ไบด์ที่มีคุณสมบัติการนำความร้อนสูง ความแข็งแรงของสนามไฟฟ้าเบรกเกอร์สูง และคุณสมบัติเชิงกลที่ยอดเยี่ยม ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของระบบขับเคลื่อนไฟฟ้า ระบบชาร์จ และระบบจัดการพลังงานได้อย่างมาก

การประยุกต์ใช้ซิลิคอนคาร์ไบด์ในการขับขี่อัจฉริยะและอินเทอร์เน็ตของยานพาหนะ

ท่ามกลางการพัฒนาอย่างรวดเร็วของการขับขี่อัจฉริยะและอินเทอร์เน็ตของยานพาหนะ เทคโนโลยีซิลิคอนคาร์ไบด์ซึ่งมีประสิทธิภาพเหนือกว่า กำลังค่อยๆ แทรกซึมเข้าสู่ส่วนสำคัญๆ เช่น ระบบเซ็นเซอร์ หน่วยประมวลผลข้อมูล และโมดูลการสื่อสาร ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของระบบได้อย่างมีนัยสำคัญ

การประยุกต์ใช้ซิลิคอนคาร์ไบด์ในระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์

ในระบบโซลาร์เซลล์ ส่วนประกอบหลัก เช่น อินเวอร์เตอร์ ตัวควบคุม MPPT และโมดูลแปลงพลังงานกักเก็บ ล้วนมีความต้องการที่หลากหลายสำหรับอุปกรณ์จ่ายพลังงาน ได้แก่ ประสิทธิภาพสูง ความต้านทานแรงดันไฟฟ้าสูง การทำงานในอุณหภูมิสูง และการย่อส่วน อุปกรณ์ซิลิคอนแบบดั้งเดิมมักมีประสิทธิภาพลดลงอย่างมากในสภาพแวดล้อมที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงและอุณหภูมิสูง ทำให้ไม่สามารถตอบสนองความต้องการความหนาแน่นพลังงานที่เพิ่มขึ้นของโรงไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ได้

การประยุกต์ใช้ซิลิคอนคาร์ไบด์ในการสื่อสาร 5G

ในการใช้งานต่างๆ เช่น การสื่อสารไร้สายและระบบเรดาร์ อุปกรณ์ RF ทำหน้าที่เป็นแกนหลักของการส่งและประมวลผลสัญญาณ และประสิทธิภาพของอุปกรณ์เหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อเสถียรภาพของระบบ อุปกรณ์ RF ที่ใช้ซิลิคอนคาร์ไบด์แบบกึ่งฉนวน มีคุณสมบัติแบนด์แก๊ปกว้าง จึงมีข้อได้เปรียบหลายประการ เช่น การสูญเสียพลังงานต่ำ แบนด์วิดท์สูง และความหนาแน่นพลังงานสูง ทำให้เป็นปัจจัยสำคัญสำหรับระบบ 5G และระบบสื่อสารทางทหารยุคใหม่

การประยุกต์ใช้ซิลิคอนคาร์ไบด์ในระบบโครงข่ายไฟฟ้า

ซิลิคอนคาร์ไบด์สามารถเพิ่มประสิทธิภาพของระบบโครงข่ายไฟฟ้าได้อย่างมีนัยสำคัญ โดยการปรับปรุงประสิทธิภาพและความจุของการส่งและจ่ายพลังงาน ซิลิคอนคาร์ไบด์สามารถทำงานที่อุณหภูมิ แรงดันไฟฟ้า และความถี่ที่สูงขึ้น ทำให้ส่วนประกอบต่างๆ เช่น ตัวแปลงสัญญาณ สวิตช์เกียร์ และหม้อแปลงไฟฟ้า มีขนาดเล็กลงและมีประสิทธิภาพมากขึ้น ช่วยลดการสูญเสียพลังงานและปรับปรุงคุณภาพพลังงาน

การประยุกต์ใช้ซิลิคอนคาร์ไบด์ในอากาศยานระดับต่ำ

อากาศยานรุ่นใหม่ ซึ่งก็คือ eVTOL (เครื่องบินขึ้นและลงจอดในแนวดิ่งด้วยไฟฟ้า) ได้กลายเป็นจุดสนใจในเศรษฐกิจระดับต่ำทั่วโลก และคาดว่าจะกลายเป็นอุตสาหกรรมใหม่มูลค่าหลายล้านล้านดอลลาร์ อุปกรณ์ SiC MOSFET ด้วยประสิทธิภาพที่ก้าวกระโดดและนวัตกรรมน้ำหนักเบา กำลังขับเคลื่อน eVTOL จากขั้นทดลองไปสู่การใช้งานเชิงพาณิชย์ อุปกรณ์ SiC MOSFET ได้กลายเป็นส่วนประกอบหลักของระบบพลังงาน eVTOL และประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นและต้นทุนที่ลดลงจะผลักดันให้อุตสาหกรรมนี้ถูกนำไปใช้งานในวงกว้าง

การประยุกต์ใช้ซิลิคอนคาร์ไบด์ในปัญญาประดิษฐ์ (AI)

ไฟฟ้ากำลังกลายเป็นปัญหาสำคัญล่าสุดที่คุกคามความก้าวหน้าของปัญญาประดิษฐ์ (AI) พลังการประมวลผลของ AI ที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วมาพร้อมกับการใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้น ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อความต้องการพลังงานทางสังคมตามปกติ ยกตัวอย่างเช่น ศูนย์ข้อมูลในสหรัฐอเมริกา ภายในปี 2573 อาจใช้ไฟฟ้าได้ถึง 9% ของปริมาณการผลิตไฟฟ้าของประเทศ ซึ่งเทียบเท่ากับกำลังการผลิตไฟฟ้าของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดกลาง 40 แห่งต่อปี

ด้วยปริมาณการใช้ไฟฟ้าที่สูงมากเช่นนี้ การลดการใช้พลังงานลงแม้เพียง 0.1% ก็เป็นปัจจัยสำคัญ เพื่อช่วยแก้ไขปัญหาการขาดแคลนไฟฟ้าที่เร่งด่วนนี้ ระบบนิเวศอุตสาหกรรมทั่วโลกกำลังสำรวจทางเลือกที่เป็นไปได้ทั้งหมดอย่างจริงจัง ยกตัวอย่างเช่น ON Semiconductor ได้พัฒนา MOSFET ซิลิคอนเทรนช์พาวเวอร์และ SiC MOSFET รุ่นใหม่

การประยุกต์ใช้ซิลิคอนคาร์ไบด์ในอุตสาหกรรมหุ่นยนต์

หุ่นยนต์และยานยนต์พลังงานใหม่มีความคล้ายคลึงกันอย่างมากในด้านสถาปัตยกรรมทางเทคนิค ชิปยานยนต์สามารถนำไปใช้งานกับหุ่นยนต์ได้ แต่ต้องปรับให้เข้ากับความต้องการด้านประสิทธิภาพที่แตกต่างกัน ยกตัวอย่างเช่น นอกจากระบบยานยนต์แล้ว เซมิคอนดักเตอร์กำลังไฟฟ้ายังมีความสามารถทางเทคนิคที่สามารถนำไปประยุกต์ใช้กับตัวควบคุมมอเตอร์ไดรฟ์สำหรับข้อต่อหุ่นยนต์ได้อีกด้วย ความต้องการการควบคุมพลังงานที่มีประสิทธิภาพในตลาดหุ่นยนต์ที่กำลังเติบโตนี้กำลังเติบโตอย่างรวดเร็ว