Hvilke energibesparende-og effektivitetsforbedrende effekter kan dioder gi under målet om karbonnøytralitet?

1, Materialinnovasjon: Halvledere med brede båndgap åpner æraen med lavt tap
Tradisjonelle-silisiumbaserte dioder har fremtredende energiforbruksproblemer i scenarier med høy-spenning og høy-frekvens på grunn av deres høye motstand og lave bryterfrekvens. Halvledermaterialer med brede båndgap representert av silisiumkarbid (SiC) og galliumnitrid (GaN) har blitt kjerneretningen for oppgradering av diodeteknologi på grunn av deres fysiske fordeler.

Redusert ledningstap
Ledningsmotstanden til SiC-dioder er bare 1/100 til 1/300 av den for silisium-baserte enheter. Ved bruk av 800V høyspent ladepeler kan ledningstapet reduseres med mer enn 60 %. For eksempel forbedrer ROHMs SiC Schottky-diode effektiviteten med 3 % sammenlignet med silisium{11}}baserte enheter med en arbeidsfrekvens på 100 kHz, og spenningsfallet forover reduseres fra 0,45 V til 0,28 V, noe som resulterer i en økning på 0,4 prosentpoeng i systemeffektiviteten.
Optimalisering av bryteregenskaper
Den reverserte gjenopprettingstiden for SiC-dioder er nær null, og de høye-svitsjekarakteristikkene forbedrer effektkonverteringseffektiviteten betydelig. I datasenterkraftsystemer kan strømelektroniske moduler som bruker SiC-dioder øke konverteringseffektiviteten fra nettkant til prosessor fra 80 % til over 90 %, og spare over 200 kWh strøm per server per år.
Høy temperaturbestandighet og integrasjon
SiC-enheter kan fungere stabilt i miljøer over 200 grader, noe som reduserer kompleksiteten til varmeavledningsdesign. Gjennom modulær emballasje reduserer silisiumkarbiddioden til Tongfangdi Yi brikkeområdet med 20 %, mens den integrerer drivkretser og beskyttelsesfunksjoner for å danne en høy-effekttetthetskompositt, egnet for scenarier som lademoduler for elektriske kjøretøy og industrielle motordrev.
2, Utvidelse av applikasjonsscenario: energisparing fra enkeltkomponent til systemnivå-
Den energibesparende og effektivitetsforbedrende verdien til dioder har utvidet seg fra tradisjonelle rettings- og spenningsreguleringsfunksjoner til fullkjede energistyring, og dekker kjerneområder som ny energiproduksjon, elektriske kjøretøy, industriell kontroll og datasentre.

Ny energigenerering: forbedrer effektiviteten av fotovoltaisk inverter
I fotovoltaiske systemer kan SiC-dioder som brukes på DC-AC-vekselrettere redusere svitsjetapene med 30 % og forbedre systemets effektivitet med 2–3 prosentpoeng. Tar vi et 100MW solcellekraftverk som eksempel, kan den årlige kraftproduksjonen øke med 2 millioner kWh og redusere karbondioksidutslippene med 1600 tonn.
Elektriske kjøretøy: Forkorte ladetid og utvide rekkevidden
I 800V høyspennings-hurtigladeplattformen jobber SiC-dioder og MOSFET-er sammen for å øke strømtettheten til lademodulen til 35kW/L, og ladeeffektiviteten når 98 %. Etter å ha tatt i bruk SiC-strømenheter, har Tesla Model 3 økt rekkevidden med 5 % og redusert ladetiden med 20 %.
Industrimotorer: reduserer energiforbruk og vedlikeholdskostnader
Industrielle motorsystemer står for 45 % av det globale strømforbruket, og frekvensomformere med SiC-dioder kan øke motoreffektiviteten fra 85 % til 95 %. For eksempel, etter renoveringen av en viss stålbedrift, nådde de årlige strømbesparelsene 120 millioner kWh og karbonutslippene ble redusert med 96 000 tonn.
Datasenter: Optimalisering av strømstyring og kjøling
Strømforbruket til datasentre utgjør 2 % av den globale totalen, og bruk av SiC-diodekraftmoduler kan redusere PUE-verdien (Power Usage Efficiency) til under 1,1. Med ultrastorskala datasentre som eksempel, overstiger de årlige energibesparelsene 50 millioner kWh, noe som tilsvarer å redusere forbruket av 40 000 tonn standardkull.
3, Industriell kjedesamarbeid: Lokaliseringssubstitusjon og økologisk gjenoppbygging
På bakgrunn av global restrukturering av forsyningskjeden, beveger Kinas diodeindustri seg fra å "følge trenden" til å "vise vei" gjennom teknologiske gjennombrudd og økologisk synergi.

Materialende: Utvidelse av produksjonskapasitet for SiC-substrat
Innenlandske foretak som Tianyue Advanced og Sanan Optoelectronics har oppnådd masseproduksjon av 6-tommers SiC-substrater, med en global produksjonskapasitet på 30 % innen 2025. Substratkostnaden har sunket med 60 % sammenlignet med 2020, og driver prisen på SiC-dioder fra $10 per forbrukerbrikke til 2 dollar, og akselererer deres elektroniske penetrasjon og fotovolta.
Produksjonsslutt: iterativ pakking og testteknologi
Innenlandske bedrifter bruker miniatyriseringspakketeknologier som DFN og SODFL for å redusere diodeparasittinduktansen med 50 % og tilpasse seg PCB-oppsett med høy-tetthet. For eksempel er Shilanweis 1200V SiC-diode pakket på et kobbersubstrat, noe som reduserer temperaturøkningen med 40 grader sammenlignet med tradisjonelle produkter og forbedrer systemets pålitelighet betydelig.
Påføringsslutt: Dyp binding av økologisk kjede
BYD, Huawei Digital Energy og andre systemprodusenter samarbeider med diodeselskaper for å utvikle tilpassede produkter. Yangjie Technology har for eksempel samarbeidet med BYD for å utvikle SiC-dioder for biler, som har blitt mye brukt i Han EV-modeller med en enkelt kjøretøyverdi på over 500 yuan, og danner et lukket-sløyfeøkosystem av «materialschip-systemer».