Source: This article comes from John Palmour, chief technical officer of Wolfspeed, Cree.

بہت سے پاور سسٹم سلکان (Si) سے سلکان کاربائیڈ (SiC) ٹیکنالوجی میں تبدیل ہو رہے ہیں۔ 1980 کی دہائی میں بائی پولر سیمی کنڈکٹرز سے انسولیٹڈ گیٹ بائی پولر ٹرانزسٹرز (IGBTs) میں منتقلی کے بعد سے پاور سیمی کنڈکٹر انڈسٹری میں یہ سب سے بڑی تبدیلی ہوگی۔ یہ تبدیلی ایسے وقت میں ہو رہی ہے جب اس سے متاثر ہونے والی بہت سی صنعتیں بڑی تبدیلی کے غیر معمولی دور سے گزر رہی ہیں۔ آٹوموٹو انڈسٹری سے لے کر سولر انرجی تک، سلکان کاربائیڈ (SiC) کے فوائد کو نظر انداز کرنا ناممکن ہو گیا ہے۔ اہم تبدیلی سے گزرتے ہوئے، تمام بڑے کھلاڑی اپنی ٹیکنالوجیز میں سلکان کاربائیڈ (SiC) کو مزید مربوط کرنے کے لیے کام کر رہے ہیں۔

آٹوموٹو انڈسٹری ایک جدید صنعت کی ایک بہترین مثال ہے جو بے مثال تبدیلیوں سے گزر رہی ہے۔ اگلی دہائی کے دوران، آٹوموٹو انڈسٹری اندرونی دہن کے انجنوں سے بجلی کی طرف منتقل ہو جائے گی۔ سیلیکون (Si) کو سلیکون کاربائیڈ (SiC) میں تبدیل کرنا الیکٹرک گاڑیوں کو صارفین کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے زیادہ کارآمد بنانے میں اہم کردار ادا کرتا ہے جبکہ موسمیاتی تبدیلی کے اثرات سے نمٹنے کے لیے حکومتی ضوابط کی تعمیل بھی کرتا ہے۔ Silicon carbide (SiC) سلوشنز الیکٹرک گاڑیوں کو "اگلے درجے تک لے جانے" میں مدد کر رہے ہیں، تیز چارجنگ انفراسٹرکچر، ڈرائیو انورٹرز اور پاور سپلائیز جیسی ایپلی کیشنز کو بہتر بنا رہے ہیں، اور ٹیلی کمیونیکیشن، ملٹری اور ایرو اسپیس جیسی ایپلی کیشنز میں ترقی کو قابل بنا رہے ہیں۔

تصویر 1. لیب میں کری ملازمین

الیکٹرک گاڑی کے مواقع

ٹیسلا، فورڈ اور ووکس ویگن سمیت آٹومیکرز نے اگلی دہائی کے دوران الیکٹرک گاڑیوں میں $300 بلین سے زیادہ کی سرمایہ کاری کرنے کے منصوبوں کا اعلان کیا ہے کیونکہ صارفین کی طلب میں مسلسل اضافہ ہو رہا ہے اور حکومتی ضابطے سخت ہو رہے ہیں۔ تجزیہ کاروں نے پیش گوئی کی ہے کہ 2030 تک گاڑیوں کے بیڑے میں بیٹری الیکٹرک وہیکلز (BEVs) کا حصہ 15% ہوگا۔ نتیجتاً، الیکٹرک گاڑیوں کے لیے سلیکون کاربائیڈ (SiC) اجزاء کی مارکیٹ آنے والے سالوں میں تیزی سے بڑھے گی۔

الیکٹریفیکیشن پر بہت زیادہ زور دینے کے ساتھ، مینوفیکچررز اب سلیکون کاربائیڈ (SiC) کے فوائد پر آنکھیں بند نہیں کر سکتے۔ سلیکون کاربائیڈ (SiC) بیٹری کی رینج کو بڑھاتا ہے، اس کی کارکردگی کو بہتر بناتا ہے اور روایتی الیکٹرک گاڑیوں میں استعمال ہونے والی سلیکون (Si) ٹیکنالوجی کے مقابلے چارجنگ کے اوقات کو کم کرتا ہے۔ نتیجے کے طور پر، بہت سے سپلائرز نے کری کے ساتھ ای وی کے اقدامات کا اعلان کیا ہے۔ ڈیلفی ٹیکنالوجیز، مثال کے طور پر، سلکان کاربائیڈ (SiC) سیمی کنڈکٹرز کا استعمال کرتے ہوئے زیادہ موثر، چھوٹے اور ہلکے انورٹر سسٹم تیار کر رہی ہے، جبکہ ZF گروپ تمام الیکٹرک پاور ٹرینیں تیار کر رہا ہے۔ ABB گروپ سلیکون کاربائیڈ (SiC) پر مبنی مختلف پاور سسٹم تیار اور سپلائی کر رہا ہے۔

کارکردگی میں بہتری

سلیکون کاربائیڈ (SiC) میں سلیکون (Si) پر مبنی IGBTs کے مقابلے بہت کم سوئچنگ نقصانات ہیں۔ اس کے علاوہ، سلکان کاربائیڈ ڈیوائسز میں کوئی بلٹ ان وولٹیج نہیں ہے اور ان کی ترسیل کے نقصانات نمایاں طور پر کم ہیں۔ نتیجے کے طور پر، سلکان کاربائیڈ (SiC) کی طاقت کی کثافت زیادہ ہے، ہلکی ہے اور زیادہ تعدد پر کام کرتی ہے۔ ایک حالیہ آٹوموٹیو ٹیسٹ میں، کری کی سلکان کاربائیڈ (SiC) ٹیکنالوجی نے سلیکون (Si) کے مقابلے میں انورٹر کے نقصانات کو تقریباً 78 فیصد کم کیا۔

آٹوموٹو کی دنیا میں، کارکردگی میں یہ بہتری پاور ٹرین سلوشنز، پاور کنورٹرز، اور آف بورڈ اور آن بورڈ چارجرز میں استعمال کی جا سکتی ہے۔ سلکان کاربائیڈ (SiC) روایتی سلکان (Si) پر مبنی حل کے مقابلے الیکٹرک گاڑیوں کی مجموعی کارکردگی کو 5% سے 10% تک بڑھا سکتی ہے۔ مینوفیکچررز اسے ڈرائیونگ کی حد بڑھانے یا بھاری اور مہنگی بیٹریوں کی ضرورت کو کم کرنے کے لیے استعمال کر سکتے ہیں۔ اس کے علاوہ، سلکان کاربائیڈ (SiC) کولنگ کی ضروریات کو کم کرتا ہے، جگہ بچاتا ہے، اور سلکان (Si) پر مبنی حل سے ہلکا ہے۔ سلکان کاربائیڈ (SiC) تیز چارجرز کو بھی طاقت دیتا ہے، جو فی الحال صرف 5 منٹ میں رینج کو 75 میل تک بڑھاتا ہے۔

سلکان کاربائیڈ (SiC) سلوشنز کی لاگت میں مسلسل کمی نے اپنانے میں مزید اضافہ کیا ہے۔ مثال کے طور پر آٹوموبائل کا استعمال کرتے ہوئے، ہم اندازہ لگاتے ہیں کہ الیکٹرک گاڑی میں استعمال ہونے والے سلیکون کاربائیڈ (SiC) اجزاء کی قیمت تقریباً $250 سے $500 ہے (اس کی بجلی کی ضروریات پر منحصر ہے)۔ کار سازوں کو بیٹری کی لاگت، بیٹری اور انورٹر کے سائز اور وزن میں کل بچت، اور کولنگ کی ضروریات فی الیکٹرک گاڑی $2,000 تک ہوسکتی ہیں۔ جبکہ سلیکون (Si) سے سلکان کاربائیڈ (SiC) میں منتقلی کے لیے بہت سے دوسرے عوامل ہیں، یہ نکتہ کلیدی ہے۔

آٹوموٹو انڈسٹری سے باہر

آٹوموٹو انڈسٹری کی مانگ کری کے $9 بلین سلیکون کاربائیڈ (SiC) مواقع کا تقریباً نصف ہے، جبکہ شمسی، ایرو اسپیس اور دفاع، اور مواصلاتی انفراسٹرکچر مانگ کے دیگر بڑے محرک ہیں۔ Canaccord Genuity کے حالیہ تخمینوں کے مطابق، 2030 تک سلکان کاربائیڈ (SiC) کی مانگ 20 بلین ڈالر سے تجاوز کر جائے گی۔

图2. کری 650V MOSFET

سلیکون کاربائیڈ (SiC) پاور ڈیوائسز صنعتی اور توانائی کمپنیوں کو زیادہ سے زیادہ طاقت اور جگہ کے استعمال میں مدد کرتی ہیں۔ سلیکون کاربائیڈ (SiC) اعلی تعدد صنعتی بجلی کی فراہمی دیتا ہے اور بلاتعطل بجلی کی فراہمی اعلی کارکردگی، زیادہ طاقت کی کثافت اور ہلکا وزن، اور سلکان کاربائیڈ (SiC) کے فوائد اس کی اپنی لاگت سے کہیں زیادہ ہیں۔ ان علاقوں میں اعلی کارکردگی کا مطلب زیادہ منافع ہے۔

پاور الیکٹرونکس کے شعبے میں، سلکان کاربائیڈ (SiC) سلکان (Si) سے کہیں زیادہ موثر ہے اور اس کی طاقت کی کثافت تین گنا ہے، جس سے ہائی وولٹیج کے نظام کو ہلکا، چھوٹا، زیادہ موثر اور زیادہ سرمایہ کاری مؤثر بناتی ہے۔ یہ اعلیٰ کارکردگی ایک اہم نقطہ پر پہنچ گئی ہے اور اگر وہ موجودہ مارکیٹ میں مسابقتی رہنا چاہتے ہیں تو مینوفیکچررز مزید آنکھیں بند نہیں کر سکتے۔

سیمی کنڈکٹرز کا مستقبل

اس سے پہلے سیلیکون کاربائیڈ (SiC) کو اپنانے میں لاگت ایک بڑی رکاوٹ رہی ہے۔ لیکن جیسے جیسے پیداوار اور تجربہ بڑھتا رہتا ہے، اس کے اخراجات کم ہوتے رہتے ہیں۔ نتیجے کے طور پر اس کی مینوفیکچرنگ بھی زیادہ موثر اور بہتر ہوگئی ہے۔ مزید یہ کہ صارفین یہ سمجھ رہے ہیں کہ سلکان کاربائیڈ (SiC) کی حقیقی قدر ڈیوائس کی سطح کے موازنہ کے بجائے سسٹم کی سطح پر ہے۔ مختلف صنعتوں کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے، سلکان کاربائیڈ (SiC) کی تیاری میں مزید بہتری آئے گی، پیداوار میں اضافہ جاری رہے گا، اور اس کی قیمت میں کمی ہوتی رہے گی۔ Cree کو ایک حوالہ کے طور پر لیتے ہوئے، Cree نے ان ضروریات کو پورا کرنے کے لیے بڑے پیمانے پر سرمایہ کاری کی ہے، بشمول نیویارک اسٹیٹ میں ایک فیکٹری بنانا جو معروف ٹیکنالوجی کا استعمال کرتی ہے اور آٹوموٹیو گریڈ کے معیارات پر پورا اترتی ہے، جس سے پیداواری صلاحیت 2017 کے مقابلے میں 30 گنا سے زیادہ ہو جائے گی۔

سلیکون (Si) سے سلکان کاربائیڈ (SiC) میں منتقلی اب کوئی سوال نہیں ہے کہ یہ کب اور کب ہوگا، ہم پہلے ہی موجود ہیں۔ بہت سی صنعتوں میں ہونے والی بڑی تبدیلیوں میں مکمل طور پر شامل ہونا دلچسپ ہے۔ ان صنعتوں کا مستقبل یقینی طور پر مستحکم نہیں ہے، اور ہم یقینی طور پر بے مثال تبدیلیاں دیکھنا جاری رکھیں گے۔ اور وہ مینوفیکچررز جو ان تبدیلیوں کو تیزی سے ڈھال سکتے ہیں نتیجہ خیز نتائج حاصل کریں گے۔

نوٹ: یہ مضمون انٹرنیٹ سے دوبارہ تیار کیا گیا ہے اور املاک دانشورانہ حقوق کے تحفظ کی حمایت کرتا ہے۔ دوبارہ پرنٹ کرتے وقت براہ کرم اصل ماخذ اور مصنف کی نشاندہی کریں۔ اگر کوئی خلاف ورزی ہوتی ہے تو اسے حذف کرنے کے لیے ہم سے رابطہ کریں۔

کمپنی کا فون نمبر: +86-0755-83044319
فیکس/FAX: +86-0755-83975897
ای میل: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 منیجر لی

QQ: 332496225 منیجر Qiu

پتہ: کمرہ 809، بلڈنگ سی، ژانتاو ٹیکنالوجی بلڈنگ، نمبر 1079 منزی ایونیو، لونگہوا نیو ڈسٹرکٹ، شینزین