لكربيد السيليكون استخدام آخر رائع

استجابةً للطلب على شواحن الهواتف المحمولة السريعة "السريعة والصغيرة والخفيفة والرقيقة"، شهدت أجهزة الطاقة المصنوعة من كربيد السيليكون مؤخرًا تطبيقًا رائعًا آخر.

في التطبيقات فائقة الصغر، مثل شواحن الهواتف المحمولة، تُعدّ مساحة لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) ثمينة للغاية. عادةً ما تُعطى الأولوية في الشحن السريع بتقنية PD فائقة الرقة للأجهزة المثبتة على السطح بسماكة أقل من 2 مم. وقد أطلقت شركة Basic Semiconductor مؤخرًا ثنائيات شوتكي جديدة من كربيد السيليكون مُغلّفة بتقنية SMBF. وتتمثل الميزة الأبرز لهذه الثنائيات في أنها "سريعة، صغيرة، خفيفة، ورقيقة". إذ يبلغ طولها وعرضها وارتفاعها 5.3 مم × 3.6 مم × 1.35 مم فقط، وهي أرق من غلاف SMB (بسماكة 2.3 مم)، وأصغر من غلاف سلسلة DFN وغلاف TO-252.

الشكل 1: جهاز صغير للغاية من كربيد السيليكون لشاحن الهاتف المحمول

مع سعي الصناعة لتحقيق كثافة طاقة أعلى وانتشار استخدام أجهزة طاقة نتريد الغاليوم، بات من الضروري زيادة تردد التشغيل في دوائر تصحيح معامل القدرة النشطة لتقليل حجم القلب. في هذه الحالة، لم يعد أداء أجهزة تصحيح التردد التقليدية كافيًا لتلبية متطلبات التقويم عند الترددات العالية، مما يهيئ الظروف الملائمة لاستخدام ثنائيات كربيد السيليكون في هذه الدوائر.

في الواقع، في عام 2020، بينما كان معظم مصنعي مصادر الشحن السريع لا يزالون يستكشفون سوق الشحن السريع باستخدام نتريد الغاليوم بقدرة 65 واط، أطلقت شركة Baseus أول شاحن سريع في الصناعة بقدرة 120 واط مصنوع من نتريد الغاليوم وكربيد السيليكون. كان هذا المنتج هو الذي حوّل "الشحن السريع باستخدام كربيد السيليكون" من مجرد فكرة إلى واقع ملموس لأول مرة، مما فتح الباب أمام الاستخدام التجاري لكربيد السيليكون في مجال الشحن السريع.

الشكل 2: أول شاحن مصنوع من كربيد السيليكون في العالم

وفي وقت لاحق، قامت شركات تصنيع مثل MOMAX وREMAX بمتابعة الأمر وأطلقت مجموعة متنوعة من مصادر الشحن السريع عالية الطاقة بقدرة 100 وات تعتمد على كربيد السيليكون، مما سمح أيضًا لمزيد من العاملين في الصناعة والمستهلكين بفهم أفضل لكربيد السيليكون.

إلى جانب أشباه الموصلات الأساسية، عرضت شركات تصنيع أجهزة كربيد السيليكون في بلدي هذا العام ثلاثة تصاميم مرجعية للشحن السريع بقدرة 100 واط، تعتمد على ثنائيات كربيد السيليكون، وذلك في معرض شنغهاي ميونيخ، لتغطي ثلاثة قطاعات طاقة شائعة هي 200 واط و120 واط و100 واط. يستخدم التصميمان المرجعيان بقدرة 200 واط و120 واط بنية PFC+LLC ومخرج متعدد المنافذ. ومن بين موردي كربيد السيليكون المتوفرين حاليًا في السوق، والذين يمكن استخدامهم في مجال مصادر الشحن السريع USB PD عالية الطاقة، شركات مثل Alpha Power Solutions وMaplesemi وSGKS وPY Pingwei وغيرها.

الشكل 3: وحدة الشحن السريع بتقنية PD المصنوعة من كربيد السيليكون والتي أطلقتها شركة تايكو تيانرون

يرى الكاتب أن جوهر تقنية كربيد السيليكون يكمن في كثافة الطاقة العالية. فهي لا تتطور بشكل جيد في المجالات عالية الطاقة مثل محطات الجيل الخامس، ومركبات الطاقة الجديدة، والسكك الحديدية فائقة السرعة، والشبكات الذكية فحسب، بل إنها مفيدة للغاية أيضًا في مجالات مثل الأجهزة القابلة للارتداء، وشواحن الهواتف المحمولة، ومصابيح LED عالية الجودة التي تتطلب طاقة وجهدًا منخفضين، ولكنها في الوقت نفسه تتطلب كثافة طاقة عالية.

سوق شواحن أشباه الموصلات من الجيل الثالث واسع النطاق

لنأخذ شواحن الهواتف المحمولة كمثال. لتلبية احتياجات المستخدمين للشحن السريع، زادت طاقة خرج الشاحن بنحو عشرة أضعاف خلال السنوات العشر الماضية. وفي الوقت نفسه، ولتحسين تجربة المستخدم، لم يزد حجم الشاحن ووزنه قدر الإمكان.

بشكل أساسي، مع استمرار اتجاه الطلب المذكور أعلاه، وبافتراض أن مبيعات الهواتف المحمولة العالمية ستصل إلى 1.5 مليار وحدة بحلول عام 2025، وأن معدل اختراق سوق شواحن أشباه الموصلات من الجيل الثالث سيصل إلى 25٪، وأن سعر شواحن أشباه الموصلات من الجيل الثالث سينخفض ​​إلى 80 يوانًا، فإن حجم سوق شواحن أشباه الموصلات من الجيل الثالث سيصل إلى 30 مليار يوان.

الشكل 4: توقعات السوق المستقبلية

مصدر البيانات: "تقرير أبحاث صناعة أشباه الموصلات ذات فجوة النطاق العريض لعام 2021"

بالإضافة إلى شواحن الهواتف المحمولة، تتمتع أجهزة أشباه الموصلات من الجيل الثالث بآفاق واعدة في مجالات الأجهزة القابلة للارتداء والطائرات بدون طيار والأجهزة المنزلية الأخرى ذات الاحتياجات الخفيفة (مثل المكانس الكهربائية المحمولة والمركبات ذاتية التوازن وما إلى ذلك).

الشكل 5: اتجاهات تطوير أجهزة الشحن المستقبلية. المصدر: شبكة أجهزة الشحن

تنويه: هذه المقالة مُعاد نشرها من "فرع صناعة مواد أشباه الموصلات". لا تُمثل هذه المقالة سوى وجهة نظر الكاتب الشخصية، ولا تُمثل آراء شركة ساكو مايكرو أو قطاع صناعة أشباه الموصلات. يُقصد بإعادة نشرها ومشاركتها دعمًا لحماية حقوق الملكية الفكرية. يُرجى ذكر المصدر الأصلي والكاتب عند إعادة النشر. في حال وجود أي انتهاك، يُرجى التواصل معنا لحذفها.

رقم هاتف الشركة: +86-0755-83044319
فاكس: +86-0755-83975897
بريد إلكتروني: 1615456225@qq.com
س: 3518641314 مدير لي

ف ف: 332496225 مدير تشيو

العنوان: الغرفة 809، المبنى ج، مبنى زانتاو للتكنولوجيا، رقم 1079 شارع مينزي، منطقة لونغهوا الجديدة، شنتشن