Le carbure de silicium a une autre application révolutionnaire

Pour répondre à la demande de chargeurs de téléphone portable à charge rapide « rapides, petits, légers et fins », les dispositifs de puissance en carbure de silicium ont récemment trouvé une autre application phare.

Dans les applications extrêmement compactes telles que les chargeurs de téléphones portables, la surface du circuit imprimé est extrêmement précieuse. La charge rapide PD ultra-mince privilégie généralement les composants montés en surface d'une épaisseur inférieure à 2 mm. Récemment, Basic Semiconductor a lancé de nouvelles diodes Schottky en carbure de silicium en boîtier SMBF. Le principal avantage de cette diode est sa compacité, sa légèreté et sa finesse. Ses dimensions (longueur × largeur × hauteur) sont de seulement 5.3 mm × 3.6 mm × 1.35 mm, ce qui la rend plus fine que le boîtier SMB (2.3 mm d'épaisseur) et plus compacte que les boîtiers DFN et TO-252.

Figure 1 Dispositif ultra-compact en carbure de silicium pour chargeur de téléphone portable

Face à la recherche de densité de puissance accrue et à la popularisation des dispositifs de puissance au nitrure de gallium, les correcteurs de facteur de puissance actifs (PFC) doivent augmenter leur fréquence de fonctionnement afin de réduire l'encombrement de leurs noyaux. Dans ce contexte, les performances des diodes FRD conventionnelles ne répondent plus aux exigences de redressement à haute fréquence, ce qui favorise l'utilisation des diodes au carbure de silicium dans les PFC.

En 2020, alors que la plupart des fabricants de chargeurs rapides exploraient encore le marché des chargeurs rapides au nitrure de gallium de 65 W, Baseus lançait le premier chargeur rapide du secteur combinant nitrure de gallium et carbure de silicium (120 W). Ce produit a transformé pour la première fois le concept de « charge rapide au carbure de silicium » en réalité, ouvrant ainsi la voie à l'utilisation commerciale de ce matériau dans le domaine de la charge rapide.

Figure 2 Le premier chargeur au carbure de silicium au monde

Par la suite, des fabricants tels que MOMAX et REMAX ont emboîté le pas et lancé une variété de sources de charge rapide haute puissance de 100 watts à base de carbure de silicium, ce qui a également permis à un nombre croissant d'acteurs du secteur et de consommateurs de mieux comprendre le carbure de silicium.

Outre les semi-conducteurs de base, les entreprises chinoises spécialisées dans les dispositifs en carbure de silicium ont également présenté cette année, lors du salon Shanghai-Munich, trois prototypes de charge rapide de 100 W basés sur des diodes en carbure de silicium, couvrant ainsi trois segments de puissance courants : 200 W, 120 W et 100 W. Les prototypes de 200 W et 120 W utilisent une architecture PFC+LLC et une sortie multiport. Parmi les fournisseurs de carbure de silicium actuellement disponibles sur le marché et pouvant être utilisés dans le domaine des sources de charge rapide USB PD haute puissance, on peut citer Alpha Power Solutions, Maplesemi, SGKS et PY Pingwei.

Figure 3 Module de charge rapide PD en carbure de silicium lancé par Tyco Tianrun

L'auteur estime que l'essence de la technologie du carbure de silicium réside dans sa haute densité de puissance. Non seulement elle se développe avec succès dans des domaines à forte puissance tels que les stations de base 5G, les véhicules à énergies nouvelles, le transport ferroviaire à grande vitesse et les réseaux intelligents, mais elle est également très utile dans des applications comme les objets connectés, les chargeurs de téléphones portables et les LED haut de gamme, qui fonctionnent à basse tension tout en exigeant une densité de puissance élevée.

Le marché des chargeurs semi-conducteurs de troisième génération est vaste.

Prenons l'exemple des chargeurs de téléphones portables. Afin de répondre aux besoins des utilisateurs en matière de charge rapide, la puissance de sortie des chargeurs a été multipliée par dix environ au cours des dix dernières années. Parallèlement, pour préserver le confort d'utilisation, la taille et le poids des chargeurs ont été limités au maximum.

En poursuivant la tendance de la demande décrite ci-dessus, et en supposant que les ventes mondiales de téléphones mobiles atteignent 1.5 milliard d'unités d'ici 2025, que le taux de pénétration du marché des chargeurs à semi-conducteurs de troisième génération atteigne 25 % et que le prix de ces chargeurs chute à 80 yuans, alors la taille du marché des chargeurs à semi-conducteurs de troisième génération pourrait atteindre 30 milliards de yuans.

Figure 4 Prévisions du marché futur

Source des données : « Rapport d'étude de marché 2021 sur l'industrie des semi-conducteurs à large bande interdite »

En outre, outre les chargeurs de téléphones portables, les dispositifs semi-conducteurs de troisième génération offrent également de belles perspectives dans les domaines des appareils portables, des drones et autres appareils du quotidien nécessitant une grande légèreté (tels que les aspirateurs portables, les véhicules auto-équilibrés, etc.).

Figure 5 Tendances futures du développement des bornes de recharge Source : Charging Head Network

Avertissement : Cet article est reproduit de la revue « Semiconductor Materials Industry Branch ». Il reflète uniquement l’opinion de son auteur et n’engage en rien Sacco Micro ni l’industrie. Sa reproduction et son partage visent uniquement à protéger les droits de propriété intellectuelle. Veuillez citer la source originale et l’auteur lors de toute reproduction. En cas d’infraction aux droits d’auteur, veuillez nous contacter afin que nous supprimions le contenu.

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