Pada tahun 2020, ketika sebagian besar produsen sumber pengisian cepat masih menjajaki pasar pengisian cepat galium nitrida 65W,Baseus pioneered the industry's first 120W gallium nitride + silicon carbide fast charging chargerProduk inilah yang mengubah "pengisian cepat silikon karbida" dari sebuah ide menjadi kenyataan untuk pertama kalinya, membuka pintu bagi penggunaan komersial silikon karbida di bidang pengisian cepat.

Kemudian,MOMAX,REMAXProdusen lain pun mengikuti jejak dan meluncurkan berbagai sumber pengisian cepat berdaya tinggi 100 watt berbasis silikon karbida, yang juga memungkinkan semakin banyak pelaku industri dan konsumen untuk memiliki pemahaman yang lebih baik tentang silikon karbida.

1. Pengumuman resmi: Silikon karbida termasuk dalam Rencana Lima Tahun ke-14

Pada tanggal 13 Maret 2021, Xinhuanet menerbitkan "Rencana Lima Tahun Keempat Belas untuk Pembangunan Ekonomi dan Sosial Nasional Republik Rakyat Tiongkok dan Garis Besar Tujuan Jangka Panjang untuk Tahun 2035". Di bidang "sirkuit terpadu", silikon karbida,galium nitridaSemikonduktor dengan celah pita lebar harus dikembangkan.

Silicon carbide and gallium nitride are both third-generation semiconductor wide-bandgap semiconductor materials. The fact that they can be nominated in the "14th Five-Year Plan" shows that their importance has risen to the national level. I believe that with the help of the country, the country will quickly form an environment suitable for the development of third-generation semiconductors, and the prospects are worth looking forward to.

2. Keunggulan silikon karbida untuk pengisian daya cepat

Silikon karbida (SiC) adalah senyawa karbon dan silikon. Material kristal tunggal silikon karbida saat ini menggunakan metode pengangkutan uap fisik (PVT). Pada suhu tinggi melebihi 2000°C, bubuk karbon dan bubuk silikon diuraikan menjadi atom melalui suhu tinggi, dan diendapkan pada kristal benih silikon karbida melalui kontrol suhu untuk membentuk kristal silikon karbida.

Sebagai material semikonduktor generasi ketiga, silikon karbida (SiC) memiliki kekuatan tembus dielektrik yang lebih besar, kecepatan pergeseran elektron jenuh yang lebih cepat, dan konduktivitas termal yang lebih tinggi daripada silikon (Si). Oleh karena itu, ketika digunakan dalam perangkat semikonduktor, perangkat silikon karbida memiliki karakteristik seperti tegangan tahan tinggi, kecepatan switching tinggi, resistansi rendah, dan efisiensi tinggi, yang membantu mengurangi konsumsi energi dan mengurangi ukuran sistem.

Silikon karbida dapat digunakan secara luas dalam kendaraan listrik, inverter, transportasi kereta api, energi surya, tenaga angin, catu daya konsumen, dan bidang lainnya. Dalam beberapa tahun terakhir, dengan semakin populernya teknologi pengisian cepat USB PD dan kematangan teknologi galium nitrida, pasar sumber pengisian cepat daya tinggi secara bertahap muncul. Dioda silikon karbida juga mulai muncul di pasar catu daya konsumen dan telah memasuki berbagai rantai pasokan pengisian cepat daya tinggi ratusan watt, membantu sumber pengisian cepat mencapai efisiensi yang lebih tinggi dan ukuran yang lebih kecil.

Charging Head Network learned that among high-power fast charging source products,Dioda silikon karbida terutama digunakan untuk penyearah penguat tahap PFC.Dengan dipadukan dengan perangkat daya galium nitrida, frekuensi operasi tingkat PFC dapat ditingkatkan dari kurang dari 100KHz pada pengisian cepat tradisional menjadi 300KHz, sehingga mengurangi volume induktor penguat, mencapai desain kepadatan daya tinggi, dan juga sangat meningkatkan efisiensi catu daya.

Pada catu daya switching, karena penggunaan kapasitor filter berkapasitas besar setelah penyearahan, muncul beban kapasitif. Ketika kapasitor diisi dan dikosongkan, sejumlah besar harmonik orde tinggi akan dihasilkan dalam jaringan listrik, menyebabkan polusi dan interferensi. Orang mulai memperkenalkan sirkuit PFC ke dalam catu daya switching. Catu daya switching dengan daya lebih dari 75W diharuskan menambahkan sirkuit PFC untuk meningkatkan faktor daya dan mengoreksi karakteristik beban.

PFC terbagi menjadi dua jenis: pasif dan aktif. Jenis pasif menggunakan induktor besar untuk kompensasi seri. Kerugian utamanya adalah ukuran yang besar dan efisiensi yang rendah. Dengan perkembangan pesat perangkat semikonduktor dalam beberapa tahun terakhir, PFC pasif telah sepenuhnya digantikan oleh PFC aktif. PFC aktif menggunakan pengontrol PFC, tabung switching, induktor, dan dioda untuk membentuk rangkaian penguat. Keunggulannya adalah ukuran yang kecil, rentang tegangan input yang luas, dan efek kompensasi faktor daya yang baik.

Oleh karena itu, silikon karbida semakin menarik perhatian di bidang catu daya konsumen, dan secara bertahap menjadi daya saing inti produk pengisian cepat berdaya tinggi.

3. Pemasok silikon karbida di pasar pengisian daya cepat

Charging Head Network melalui riset mengetahui bahwa saat ini terdapat lima pemasok silikon karbida di pasaran yang dapat digunakan di bidang sumber pengisian cepat USB PD berdaya tinggi, yaitu Alpha Power Solutions, Global Power Tyco Tianrun, Maplesemi, SGKS Sen Guoke, dan PY Pingwei.

The following rankings are in no particular order and are only sorted alphabetically by brand for the convenience of readers.

Solusi Daya Alfa

Alpha Power Solutions (APS) didirikan pada tahun 2017 dan memindahkan kantor pusatnya dari Hong Kong ke Shanghai pada tahun 2019. Ini adalah perusahaan domestik pertama yang berhasil mengembangkan teknologi manufaktur wafer silikon karbida 6 inci. Perusahaan ini menggabungkan proses SiC kunci yang dipatenkan untuk fokus pada pembuatan perangkat SiC berdaya tinggi. Hingga saat ini, perusahaan telah mengembangkan lebih dari 30 produk dan memiliki lebih dari 30 paten penemuan dan aplikasi secara independen. Saat ini, produk dioda SiC produksi massal terkemuka di industri ini memiliki tegangan maksimum 3300V dan arus hingga 50A.

Alpha Power Solutions is the first domestic company to successfully trial-produce 6-inch silicon carbide wafers in a silicon wafer foundry; the first domestic company to adopt Thinning Technology in the production of silicon carbide diodes; the first domestic company to have its own patented JBS architecture (Buffer JBS); and the first domestic silicon carbide device supplier to be on par with international manufacturers in terms of product performance and quality.

Menurut laporan,Dioda silikon karbida ACD06PS065G diluncurkan oleh Chuangneng Power., dapat digunakan dalam inverter surya, konverter AC/DC, konverter DC/DC, dan catu daya tanpa gangguan, dll. Perlu disebutkan bahwaPerangkat ini juga turut serta dalam pengembangan pengisi daya cepat silikon karbida + galium nitrida pertama di industri ini., sehingga memungkinkan silikon karbida untuk secara resmi dikomersialkan di bidang catu daya konsumen.

Tyco Tianrun Semiconductor Technology (Beijing) Co., Ltd. adalah salah satu pendukung industrialisasi perangkat daya silikon karbida (SiC) di Tiongkok. Tyco Tianrun berkomitmen pada pengembangan industri manufaktur perangkat daya semikonduktor Tiongkok dan menyediakan produk perangkat daya semikonduktor berkualitas tinggi serta layanan profesional kepada konsumen perangkat daya global.

Tyco Tianrun memiliki pabrik wafer proses semikonduktor lengkap di Beijing.Dan membangun jalur produksi chip daya silikon karbida 6 inci di Liuyang, Hunan., yang dapat mewujudkan proses manufaktur perangkat daya semikonduktor pada wafer SiC 4/6 inci. Sebagai perusahaan riset dan pengembangan, produksi, dan layanan platform silikon karbida domestik, lini produk Tyco Tianrun mencakup produk teknologi inti dasar, produk cetakan silikon karbida, dan berbagai solusi industri.

Saat ini, seri perangkat silikon karbida Tyco Tianrun dengan tegangan 650V/2A-100A, 1200V/2A-50A, 1700V/5A-50A, 3300V/0.6A-50A, dan produk lainnya telah diproduksi secara massal.Dan meluncurkan dua dioda silikon karbida yang dikhususkan untuk sirkuit PFC pengisian cepat.Kualitas produknya sepenuhnya setara dengan standar industri internasional yang sudah maju.

Tyco Tianrun mempromosikan perangkat daya SiC ke lebih banyak bidang aplikasi yang lebih luas melalui eksplorasi dan pengembangan bersama dengan rekan-rekan industri, lembaga penelitian ilmiah, dan para ahli dalam dan luar negeri.

Didirikan pada tahun 2014, Mepson Semiconductor adalah perusahaan rantai industri lengkap yang mengintegrasikan R&D, desain, produksi, penjualan, dan layanan. Perusahaan ini merupakan perusahaan teknologi tinggi nasional dan terutama bergerak di bidang MOS daya, MOS tegangan menengah dan rendah, MOS superjunction, MOS silikon karbida, dioda silikon karbida, dan seri produk lainnya.

Mepsen Semiconductor berfokus pada desain, pengembangan, pengujian, dan penjualan produk perangkat daya berdasarkan struktur proses canggih seperti Planar VDMOS, Trench MOS, SJMOS, SiC SBD, SiC MOS, dan lainnya. Dengan menargetkan pasar elektronik konsumen, industri, energi baru, dan lain-lain, kami berkomitmen untuk menjadi perusahaan komponen daya kelas dunia.

Itu dimengertiMepson meluncurkan dioda silikon karbida untuk sirkuit PFC.Dengan ketahanan tegangan 650V dan ketahanan suhu 175 derajat, kini telah memasukiMOMAXkeREMAXRantai pasokan dari dua merek aksesoris ternama telah diakui secara bulat oleh pelanggan atas kinerjanya.

SGKS Sen Guoke

Shenzhen Senguoke Technology Co., Ltd. didirikan pada November 2013 dan merupakan perusahaan desain semikonduktor tanpa pabrik (fabless). Perusahaan ini berkantor pusat di Taman Ekologi Sains dan Teknologi, Distrik Nanshan, Shenzhen, dan memiliki pusat penelitian dan pengembangan serta operasional di Shenzhen dan Chengdu.

Sejak didirikan, Senguoke telah meluncurkan Vision-ADAS (Advanced Assisted Driving), perekam AI, dan chip seri catu daya, yang telah banyak digunakan di industri otomotif dan elektronik konsumen. Pada tahun 2018, perusahaan mulai berinvestasi dalam pengembangan chip penggerak motor dan perangkat daya SiC. Pada tahun 2020, produk-produk tersebut mulai menunjukkan hasil yang signifikan di pasar.

Senguoke menyediakan solusi chip dan sistem secara keseluruhan di pasar seperti perekam 4G, ADAS, dan bel pintu pintar berteknologi canggih, memberikan layanan satu atap kepada pelanggan dan menciptakan lebih banyak peluang bagi mitra hulu dan hilir.

PY Pingwei

Chongqing Pingwei Industrial Co., Ltd. is a power semiconductor IDM product company integrating chip design, packaging and testing, application and reliability testing services. With power semiconductor devices as the industrial foundation, the company has established product development, manufacturing and testing platforms for market fields such as intelligent terminals, industrial control, Internet of Things, new energy vehicles, 5G communications, home appliances, satellite Internet, security electronics, green lighting, etc., and provides high-reliability mid-low and high-voltage power devices, modules and other products and system solutions.

Pingwei berlokasi di Kawasan Industri Liangping, Chongqing, dan mengkhususkan diri dalam produksi berbagai perangkat semikonduktor, termasuk dioda penyearah, dioda pemulihan cepat, TVS, dioda Zener, Schottky, jembatan penyearah, MOSFET, IGBT, perangkat penyearah sinkron, perangkat SiC dan GaN, dll. Perusahaan ini memiliki luas area 240,000 meter persegi, modal terdaftar sebesar 350 juta yuan, dan total investasi lebih dari 1.5 miliar yuan.

Perusahaan ini memiliki 45 jalur produksi pengemasan dan 6 jalur produksi percontohan, serta telah membangun bengkel manufaktur cerdas diskrit semikonduktor yang dapat dikontrol secara independen. Perusahaan ini memproduksi dan menjual 20 miliar berbagai perangkat semikonduktor daya setiap tahunnya. Perusahaan ini merupakan pemasok komprehensif terbesar perangkat semikonduktor daya yang mendukung catu daya di Tiongkok.

Aplikasi rangkaian penyearah PFC untuk pengisian cepat PD daya tinggi,Pingwei launches a silicon carbide diode PASC0665GG, dengan karakteristik pemulihan balik nol/pemulihan maju nol, pengoperasian yang efisien, kecepatan peralihan yang sangat cepat, dan karakteristik peralihan yang tidak dipengaruhi oleh suhu.

4. Casing pengisian cepat berbahan silikon karbida

Dengan sifat-sifatnya yang unik, silikon karbida mulai muncul sebagai sumber pengisian cepat berdaya tinggi dan berdensitas tinggi, dan telah disukai oleh banyak perusahaan penyedia sumber pengisian cepat. Charging Head Network mengetahui dari pembongkaran sebelumnya bahwa saat ini terdapatPengisian cepat Baseus 120W,Pengisian cepat MOMAX 100W,sebaikPengisian cepat REMAX 100WPerusahaan ini adalah yang pertama memperkenalkan teknologi silikon karbida, yang memungkinkan produk mencapai kepadatan daya yang lebih tinggi.

1,Pengisi daya GaN Baseus 2C1A 120W

On February 25, 2020, Baseus launched the world’s first gallium nitride + silicon carbide (GaN + SiC) charger and successfully crowdfunded on kickstarter. This product has a power of up to 120W and is also equipped with 2C1A multi-port output configuration. The gallium nitride (GaN) and silicon carbide (SiC) used in the Baseus Galio 120W charger are currently the most advanced electronic semiconductor materials. Their high frequency characteristics have advantages in high voltage and large current transmission, which means that higher efficiency, lower heat generation and smaller size can be achieved.

Dapat dipahami bahwa pengisi daya Baseus Galio 120W menggunakan dioda silikon karbida dari Alpha Power dalam rangkaian penyearah PFC, model produk: ACD06PS065G; dioda ini dipasangkan dengan perangkat daya nano-galium nitrida dan pengontrol PFC ON Semiconductor yang melakukan koreksi faktor daya aktif.

2,Pengisi daya cepat MOMAX 100W 2A2C gallium nitrida

Charger Momis 100W 2A2C berbahan gallium nitrida memiliki bodi persegi dan pipih serta dilengkapi dengan pin yang dapat dilipat. Dari segi desain pin, charger ini juga mendukung pemasangan pin dengan spesifikasi lain, sehingga portabel dan cocok untuk berbagai wilayah. Charger ini mendukung protokol pengisian cepat QC, AFC, FCP, SCP, MTK PE+2.0, PD, dan PPS, dan kedua jenis antarmuka dirancang untuk mendukung pemasangan tanpa perlu repot, sehingga pengguna tidak perlu mencari antarmuka pengisian cepat secara khusus, sehingga mudah digunakan. Antarmuka ini mendukung pengisian cepat 100W, 65W+30W, dan Huawei 22.5W, yang didukung secara luas dan sangat praktis. Seluruh produk portabel dan mudah digunakan.

Pengisi daya MOMAX menggunakan dioda silikon karbida Mipurson MSD06065V1, tabung sakelar galium nitrida Innosec INN650D2, dan pengontrol PFC NXP untuk koreksi faktor daya aktif. Diketahui bahwa Mepsen MSD06065V1 adalah dioda Schottky silikon karbida tahan tegangan 650V dalam kemasan TO252.

3,Pengisi daya cepat REMAX 100W 2A2C gallium nitrida

Charger REMAX 100W 2A2C berbahan gallium nitrida mengadopsi bodi berwarna putih dengan lapisan permukaan matte, dan tampilan keseluruhannya sangat sederhana. Charger ini dilengkapi dengan total 4 antarmuka, 2A2C, dan mendukung berbagai protokol pengisian cepat umum. Port USB-C dan port USB-A memiliki output maksimum masing-masing 100W dan 30W, dan mendukung beberapa port untuk pengisian cepat simultan, yang dapat memenuhi kebutuhan pengisian daya laptop, ponsel, tablet, power bank, dan perangkat lainnya.

Charging Head Network mengetahui melalui pembongkaran bahwa pengisi daya ini memiliki sirkuit penguat PFC bawaan dan mengadopsi arsitektur berkinerja tinggi LLC+GaN. Bagian penguat PFC menggunakan pengontrol NXP, dan memilih dioda silikon karbida Mipurson MSD04065G1 dan tabung sakelar galium nitrida Innosec INN650D2 untuk penyearahan. Mipurson MSD04065G1 adalah dioda Schottky silikon karbida tahan tegangan 650V dalam paket TO252.

Ringkasan jaringan kepala pengisian daya

Di antara sumber pengisian cepat PD tradisional, terutama pengisian cepat PD berdaya tinggi 100 watt, efisiensi selalu menjadi masalah mendesak yang harus dipecahkan oleh para insinyur tenaga listrik. Untuk mencapai keandalan produk, sebagian besar pengisi daya harus mengorbankan volume dan menambahkan pendingin panas berukuran besar. Hal ini juga membuat produk menjadi sangat besar dan pengalaman pengguna tidak sempurna; situasi ini tidak teratasi hingga semikonduktor generasi ketiga secara resmi dikomersialkan di bidang tenaga listrik konsumen.

Di antara produk pengisian cepat berdaya tinggi 100 watt, silikon karbida dan galium nitrida adalah pasangan terbaik. Keduanya digunakan bersama untuk penguatan PFC dan penyearahan di bagian depan catu daya. Dibandingkan dengan perangkat silikon tradisional, tidak hanya efisiensi yang dapat ditingkatkan untuk mencapai efek siluet kutub, tetapi karakteristik frekuensi tingginya dapat digunakan untuk mengurangi volume induktor penguat, sehingga meningkatkan kepadatan daya keseluruhan produk.

Seiring dengan terus meningkatnya jumlah perangkat berdaya tinggi, permintaan pasar akan pengisian daya cepat multi-port berdaya tinggi dan berukuran kecil juga semakin kuat. Di satu sisi, hal ini mendorong arsitektur daya dari QR konvensional kePFC+LLC berkinerja tinggiOn the other hand, the transformation has also deepened the dependence of fast charging sources on third-generation semiconductors. Silicon carbide has broader application prospects in the field of consumer power supplies.

Sebagai cabang penting dari semikonduktor generasi ketiga, silikon karbida telah diproduksi oleh banyak produsen sebelumnya. Kali ini, negara telah memasukkan semikonduktor generasi ketiga dalam Rencana Lima Tahun ke-14, yang merupakan peluang langka untuk pengembangan silikon karbida.

Penafian: Artikel ini direproduksi dari "Charging Head", yang mendukung perlindungan hak kekayaan intelektual. Harap sebutkan sumber asli dan penulis dari cetakan ulang tersebut. Jika ada pelanggaran, silakan hubungi kami untuk menghapusnya.