Surge ແລະການຄາດຄະເນຂອງຕະຫຼາດອຸປະກອນພະລັງງານ Silicon Carbide (SiC).

ອຸປະກອນພະລັງງານ Silicon carbide (SiC) ໃຊ້ວັດສະດຸ semiconductor ຊັ້ນສູງທີ່ເອີ້ນວ່າ SiC, ເຊິ່ງສະເຫນີຂໍ້ໄດ້ປຽບທີ່ໂດດເດັ່ນຫຼາຍເມື່ອທຽບກັບວັດສະດຸຊິລິຄອນທໍາມະດາ.

ຜົນປະໂຫຍດແມ່ນມາຈາກການປະຕິບັດດ້ານວິຊາການທີ່ແຕກຫັກຂອງມັນ, ເຊັ່ນ: ການເຮັດວຽກພາຍໃຕ້ອຸນຫະພູມແລະແຮງດັນທີ່ສູງຂຶ້ນ, ການຫຼຸດຜ່ອນການໃຊ້ພະລັງງານໃນລະຫວ່າງການສະຫຼັບ, ແລະການເພີ່ມປະສິດທິພາບລວມຂອງລະບົບເອເລັກໂຕຣນິກ. ຄວາມຫມັ້ນຄົງດ້ານຄວາມຮ້ອນທີ່ດີເລີດຂອງ SiC ຍັງຊ່ວຍໃຫ້ມັນເຮັດວຽກຢ່າງຫນ້າເຊື່ອຖືໃນສະພາບທີ່ຮຸນແຮງ, ເຮັດໃຫ້ມັນເຫມາະສົມກັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ມີພະລັງງານສູງ.

ອຸປະກອນ SiC ມີຄວາມຫລາກຫລາຍແລະປະກອບມີ Bipolar Junction Transistors (BJTs), Field Effect Transistors (FETs), ແລະ diodes, ທັງຫມົດທີ່ອອກແບບມາເພື່ອເພີ່ມປະສິດທິພາບເປັນເອກະລັກຂອງວັດສະດຸ SiC.

ອຸປະກອນ SiC ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພີ່ມຂຶ້ນໃນຂະແຫນງຕ່າງໆເຊັ່ນ: ພະລັງງານທົດແທນ, ໄຟຟ້າເອເລັກໂຕຣນິກ, ລົດຍົນ, ແລະໂທລະຄົມນາຄົມ, ດ້ວຍຄວາມຕ້ອງການທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນສໍາລັບການແກ້ໄຂທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ.ໂດຍສະເພາະໃນອຸດສາຫະກໍາລົດຍົນ, ຍ້ອນວ່າຍານພາຫະນະກາຍເປັນໄຟຟ້າຫຼາຍ, ຄວາມຕ້ອງການອຸປະກອນ SiC ທີ່ຄຸ້ມຄອງພະລັງງານໄຟຟ້າແມ່ນເພີ່ມຂຶ້ນ. ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ຍານພາຫະນະທີ່ຕິດຕັ້ງລະບົບ propulsion ໄຟຟ້າຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການແກ້ໄຂພະລັງງານຂັ້ນສູງເພື່ອເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອບເຂດການຂັບຂີ່ແລະເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງຍານພາຫະນະ.

1. ໄດເວີການເຕີບໂຕຂອງຕະຫຼາດ SiC

ປັດໃຈຕ່າງໆກໍາລັງຊຸກຍູ້ການເຕີບໂຕຂອງຕະຫຼາດອຸປະກອນພະລັງງານ silicon carbide. ກ່ອນອື່ນ ໝົດ, ການປັບປຸງຄວາມຮັບຮູ້ດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມແມ່ນການກະຕຸ້ນໃຫ້ອຸດສາຫະ ກຳ ຊອກຫາວິທີແກ້ໄຂພະລັງງານທີ່ມີປະສິດທິພາບຫຼາຍກວ່າເກົ່າເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຜົນກະທົບຕໍ່ສິ່ງແວດລ້ອມ, ເຮັດໃຫ້ອຸປະກອນ SiC ທີ່ມີປະສິດທິພາບດ້ານພະລັງງານມີຄວາມດຶງດູດໂດຍສະເພາະ.

ນອກຈາກນັ້ນ, ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງອຸດສາຫະກໍາພະລັງງານທົດແທນຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີອຸປະກອນພະລັງງານເພີ່ມເຕີມທີ່ສາມາດຈັດການແລະປ່ຽນພະລັງງານຂະຫນາດໃຫຍ່ໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ, ເຊັ່ນ: ຈຸລັງແຜງແສງອາທິດແລະກັງຫັນລົມ, ເຊິ່ງສາມາດໄດ້ຮັບຜົນປະໂຫຍດຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຈາກການປັບປຸງປະສິດທິພາບຂອງອຸປະກອນ SiC.

ຄວາມນິຍົມເພີ່ມຂຶ້ນຂອງຍານພາຫະນະໄຟຟ້າຍັງເຮັດໃຫ້ຄວາມຕ້ອງການສໍາລັບອົງປະກອບເອເລັກໂຕຣນິກພະລັງງານ. ຮອດ​ປີ 2030, ທັງ​ລົດ​ໄຟຟ້າ​ແລະ​ຕະຫຼາດ SiC ຄາດ​ວ່າ​ຈະ​ມີ​ການ​ເຕີບ​ໂຕ​ຢ່າງ​ກວ້າງຂວາງ.ຂໍ້​ມູນ​ໃນ​ປັດ​ຈຸ​ບັນ​ສະ​ແດງ​ໃຫ້​ເຫັນ​ວ່າ​ຕະ​ຫຼາດ​ລົດ​ໄຟ​ຟ້າ​ຈະ​ສູງ​ຂຶ້ນ​ໂດຍ​ອັດ​ຕາ​ການ​ເພີ່ມ​ຂຶ້ນ​ປະ​ຈໍາ​ປີ (CAGR​) ຮອດ​ປີ 2030​, ດ້ວຍ​ຍອດ​ມູນ​ຄ່າ​ການ​ຂາຍ​ຄາດ​ວ່າ​ຈະ​ບັນ​ລຸ 64 ລ້ານ​ເຄື່ອງ​, ສີ່​ເທົ່າ​ຂອງ​ປີ 2022​..

​ໃນ​ສະພາບ​ແວດ​ລ້ອມ​ຕະຫຼາດ​ທີ່​ມີ​ຊີວິດ​ຊີວາ, ການ​ຮັບປະກັນ​ການ​ສະໜອງ​ເຄື່ອງ​ປະກອບ​ຂອງ​ລະບົບ​ຂັບ​ເຄື່ອນ​ໄຟຟ້າ​ສາມາດ​ຮັກສາ​ຄວາມ​ຕ້ອງການ​ທີ່​ມີ​ການ​ເຕີບ​ໂຕ​ໄວ​ຂອງ​ພາຫະນະ​ໄຟຟ້າ​ເປັນ​ສິ່ງ​ສຳຄັນ. ເມື່ອປຽບທຽບກັບຜະລິດຕະພັນທີ່ໃຊ້ຊິລິໂຄນແບບດັ້ງເດີມ, SiC metal-oxide-semiconductor field-effect transistors (MOSFETs) ທີ່ໃຊ້ໃນລະບົບພະລັງງານຂອງລົດໄຟຟ້າ (ໂດຍສະເພາະຕົວແປງ), DC-DC converters, ແລະ onboard chargers ສາມາດສະຫນອງຄວາມຖີ່ຂອງການສະຫຼັບທີ່ສູງຂຶ້ນ.

ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງການປະຕິບັດນີ້ປະກອບສ່ວນເຂົ້າໃນການເພີ່ມປະສິດທິພາບ, ຊ່ວງຍານພາຫະນະທີ່ຍາວກວ່າ, ແລະການຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໂດຍລວມໃນຄວາມອາດສາມາດຫມໍ້ໄຟແລະການຄຸ້ມຄອງຄວາມຮ້ອນ. ຜູ້ເຂົ້າຮ່ວມໃນອຸດສາຫະກໍາ Semiconductor, ເຊັ່ນຜູ້ຜະລິດແລະນັກອອກແບບ, ແລະຜູ້ປະກອບການອຸດສາຫະກໍາລົດຍົນໄດ້ຖືກເຫັນວ່າເປັນກໍາລັງສໍາຄັນໃນການຍຶດເອົາໂອກາດການຂະຫຍາຍຕົວໃນຕະຫຼາດຍານພາຫະນະໄຟຟ້າເພື່ອສ້າງມູນຄ່າແລະໄດ້ຮັບການແຂ່ງຂັນ, ແລະພວກເຂົາກໍາລັງປະເຊີນກັບສິ່ງທ້າທາຍທີ່ສໍາຄັນໃນຍຸກຂອງໄຟຟ້າ.

2.ຄົນຂັບລົດຢູ່ໃນໂດເມນຂອງຍານພາຫະນະໄຟຟ້າ

ໃນປັດຈຸບັນ, ອຸດສາຫະກໍາອຸປະກອນ silicon carbide ທົ່ວໂລກເປັນຕົວແທນຂອງຕະຫຼາດປະມານສອງຕື້ໂດລາສະຫະລັດ. ຮອດ​ປີ 2030, ຕົວ​ເລກ​ນີ້​ຄາດ​ວ່າ​ຈະ​ເພີ່ມ​ຂຶ້ນ​ຢູ່​ລະຫວ່າງ 11 ຫາ 14 ຕື້​ໂດ​ລາ​ສະຫະລັດ, ຄາດ​ວ່າ​ຈະ​ບັນລຸ CAGR 26%.. ການຂະຫຍາຍຕົວຢ່າງລະເບີດຂອງການຂາຍລົດໄຟຟ້າ, ບວກໃສ່ກັບຄວາມມັກຂອງ inverter ສໍາລັບວັດສະດຸ SiC, ຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າຂະແຫນງຍານພາຫະນະໄຟຟ້າຈະດູດເອົາ 70% ຂອງຄວາມຕ້ອງການອຸປະກອນພະລັງງານ SiC ໃນອະນາຄົດ. ຈີນ, ດ້ວຍ​ຄວາມ​ຢາກ​ອາ​ຫານ​ລົດ​ໄຟ​ຟ້າ​ຢ່າງ​ແຂງ​ແຮງ, ຄາດ​ວ່າ​ຈະ​ຊຸກ​ຍູ້​ຄວາມ​ຕ້ອງ​ການ​ຂອງ​ອຸດ​ສາ​ຫະ​ກຳ​ການ​ຜະ​ລິດ​ລົດ​ໄຟ​ຟ້າ​ປະ​ມານ 40%.

ໃນຂົງເຂດຂອງຍານພາຫະນະໄຟຟ້າ (EVs) ໂດຍສະເພາະ, ແນວພັນຂອງລະບົບ propulsion, ເຊັ່ນ: ຍານພາຫະນະໄຟຟ້າຫມໍ້ໄຟ (BEVs), ຍານພາຫະນະໄຟຟ້າປະສົມ (HEVs), ຫຼື Plug-in Hybrid Electric Vehicles (PHEVs), ເຊັ່ນດຽວກັນກັບແຮງດັນໄຟຟ້າ. ລະດັບ 400 volts ຫຼື 800 volts, ກໍານົດຂໍ້ດີແລະຂອບເຂດຂອງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ SiC. ລະບົບພະລັງງານຂອງຍານພາຫະນະໄຟຟ້າບໍລິສຸດທີ່ດໍາເນີນການຢູ່ທີ່ 800 volts ມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະນໍາໃຊ້ inverters ທີ່ອີງໃສ່ SiC ເນື່ອງຈາກການສະແຫວງຫາປະສິດທິພາບສູງສຸດ.

ຮອດ​ປີ 2030, ຄາດ​ວ່າ​ຕົວ​ແບບ​ໄຟຟ້າ​ບໍລິສຸດ​ຈະ​ກວມ​ເອົາ 75% ຂອງ​ການ​ຜະລິດ EV ທັງ​ໝົດ, ​ເພີ່ມ​ຂຶ້ນ​ຈາກ 50% ​ໃນ​ປີ 2022.. HEVs ແລະ PHEVs ຄາດວ່າຈະຄອບຄອງ 25% ສ່ວນແບ່ງຕະຫຼາດທີ່ຍັງເຫຼືອ. ໃນເວລານັ້ນ, ອັດຕາການເຈາະຕະຫຼາດຂອງລະບົບໄຟຟ້າ 800 volt ຄາດວ່າຈະເກີນ 50%, ໃນຂະນະທີ່ຕົວເລກນີ້ແມ່ນຫນ້ອຍກວ່າ 5% ໃນປີ 2022.

ໃນແງ່ຂອງໂຄງສ້າງຕະຫຼາດທີ່ມີການແຂ່ງຂັນ, ຜູ້ຫຼິ້ນທີ່ສໍາຄັນໃນໂດເມນ SiC ມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະມັກຮູບແບບປະສົມປະສານຕາມແນວຕັ້ງ, ແນວໂນ້ມທີ່ສະຫນັບສະຫນູນໂດຍຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງຕະຫຼາດໃນປະຈຸບັນ.ໃນປັດຈຸບັນ, ປະມານ 60%-65% ຂອງສ່ວນແບ່ງຕະຫຼາດຖືກຄວບຄຸມໂດຍບໍລິສັດຊັ້ນນໍາຈໍານວນຫນ້ອຍ. ໃນປີ 2030, ຕະຫຼາດຈີນຄາດວ່າຈະຮັກສາຕໍາແຫນ່ງນໍາຫນ້າໃນໂດເມນສະຫນອງ SiC.

3.ຈາກຍຸກ 6 ນິ້ວຫາ 8 ນິ້ວ

ໃນປັດຈຸບັນ, ປະມານ 80% ຂອງ SiC wafers ຂອງຈີນແລະຫຼາຍກວ່າ 95% ຂອງອຸປະກອນແມ່ນສະຫນອງໂດຍຜູ້ຜະລິດຕ່າງປະເທດ. ການເຊື່ອມໂຍງແນວຕັ້ງຈາກ wafers ກັບອຸປະກອນສາມາດບັນລຸການຜະລິດເພີ່ມຂຶ້ນ 5%-10% ແລະການປັບປຸງອັດຕາກໍາໄລ 10%-15%.

ການປ່ຽນແປງໃນປະຈຸບັນແມ່ນການປ່ຽນຈາກການຜະລິດ wafers 6 ນິ້ວໄປສູ່ການນໍາໃຊ້ wafers 8 ນິ້ວ. ການຮັບຮອງເອົາວັດສະດຸນີ້ແມ່ນຄາດວ່າຈະເລີ່ມຕົ້ນໃນປະມານ 2024 ຫຼື 2025 ແລະຄາດວ່າຈະບັນລຸອັດຕາການເຈາະຕະຫຼາດ 50% ໃນປີ 2030. ຕະຫຼາດສະຫະລັດຍັງຄາດວ່າຈະເລີ່ມການຜະລິດ wafers 8 ນິ້ວຈໍານວນຫຼາຍໃນລະຫວ່າງປີ 2024 ຫາ 2025.

ເຖິງວ່າຈະມີລາຄາທີ່ສູງຂຶ້ນໃນເບື້ອງຕົ້ນເນື່ອງຈາກປະລິມານການຜະລິດຕ່ໍາ, wafers 8 ນິ້ວຄາດວ່າຈະເຫັນຄວາມບໍ່ສະເຫມີພາບແຄບໃນບັນດາຜູ້ຜະລິດທີ່ສໍາຄັນໃນທົດສະວັດຕໍ່ໄປ, ຍ້ອນຄວາມກ້າວຫນ້າໃນຂະບວນການຜະລິດແລະການຮັບຮອງເອົາເຕັກໂນໂລຢີໃຫມ່. ດັ່ງນັ້ນ, ປະລິມານການຜະລິດຂອງ wafers 8 ນິ້ວຄາດວ່າຈະເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງໄວວາເພື່ອຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການຂອງຕະຫຼາດແລະການແຂ່ງຂັນລາຄາ, ໃນຂະນະທີ່ຍັງບັນລຸການປະຫຍັດຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໂດຍຜ່ານການຍົກລະດັບຂະຫນາດ wafer ຂະຫນາດໃຫຍ່.

ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເຖິງວ່າຈະມີຄວາມສົດໃສດ້ານຢ່າງກວ້າງຂວາງສໍາລັບອະນາຄົດຂອງຕະຫຼາດອຸປະກອນພະລັງງານ silicon carbide, ເສັ້ນທາງການຂະຫຍາຍຕົວຂອງມັນແມ່ນເຕັມໄປດ້ວຍສິ່ງທ້າທາຍແລະໂອກາດ. ການຂະຫຍາຍຕົວຢ່າງໄວວາຂອງຕະຫຼາດນີ້ແມ່ນຍ້ອນການເນັ້ນຫນັກໃສ່ການທົ່ວໂລກໃນການປັບປຸງປະສິດທິພາບພະລັງງານ, ຄວາມກ້າວຫນ້າທາງດ້ານເຕັກໂນໂລຢີ, ການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ, ແລະຄວາມສໍາຄັນທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນຕໍ່ຄວາມຍືນຍົງດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມ.

4.ສິ່ງທ້າທາຍແລະໂອກາດ

ເສັ້ນທາງການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ SiC ແມ່ນຖືກກະຕຸ້ນໂດຍຄວາມຕ້ອງການລົດໄຟຟ້າທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ສະເຫນີໂອກາດທີ່ອຸດົມສົມບູນໃນທົ່ວລະບົບຕ່ອງໂສ້ມູນຄ່າທັງຫມົດ. ເທັກໂນໂລຍີທີ່ພົ້ນເດັ່ນຂື້ນນີ້ ກຳ ລັງປ່ຽນແປງພູມສັນຖານຂອງອຸດສາຫະ ກຳ ເອເລັກໂຕຣນິກພະລັງງານ, ມີຄວາມໄດ້ປຽບຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ອຸປະກອນທີ່ໃຊ້ຊິລິໂຄນແບບດັ້ງເດີມ.

ການຂະຫຍາຍຕົວຢ່າງໄວວາຂອງຍານພາຫະນະໄຟຟ້າແລະບົດບາດສໍາຄັນຂອງ SiC ໃນຕະຫຼາດທີ່ກໍາລັງຈະເລີນເຕີບໂຕນີ້ໄດ້ສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ຜູ້ເຂົ້າຮ່ວມທັງຫມົດໃນລະບົບຕ່ອງໂສ້ອຸດສາຫະກໍາທັງຫມົດ. ສໍາລັບຫນ່ວຍງານເຫຼົ່ານີ້, ການຈັດຕໍາແຫນ່ງຂອງພວກເຂົາພາຍໃນຕະຫຼາດ SiC ທີ່ມີການພັດທະນາຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຈໍາເປັນຕ້ອງພິຈາລະນາປັດໃຈຕ່າງໆ. ຕະຫຼາດ semiconductor ໃນມື້ນີ້ແມ່ນມີຄວາມແກ່ຫຼາຍ, ມີຄວາມສາມາດຕອບສະຫນອງຢ່າງໄວວາຕໍ່ການເຄື່ອນໄຫວຂອງຕະຫຼາດ.

ພາຍໃຕ້ສະຖານະການເຫຼົ່ານີ້, ບໍລິສັດທັງຫມົດພາຍໃນອຸດສາຫະກໍາສາມາດໄດ້ຮັບຜົນປະໂຫຍດຈາກການຕິດຕາມການປ່ຽນແປງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງແລະການປັບປ່ຽນຍຸດທະສາດທີ່ຍືດຫຍຸ່ນ. ເຖິງວ່າຈະມີການຂະຫຍາຍຕົວເພີ່ມຂຶ້ນ, ຕະຫຼາດ SiC ຍັງປະເຊີນກັບສິ່ງທ້າທາຍເຊັ່ນ: ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການຜະລິດສູງແລະຄວາມຊັບຊ້ອນການຜະລິດທີ່ຈໍາກັດທ່າແຮງຂອງມັນສໍາລັບການນໍາໃຊ້ຂະຫນາດໃຫຍ່. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ການປະດິດສ້າງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງແລະການລົງທຶນໃນການຄົ້ນຄວ້າແລະການພັດທະນາປະກອບສ່ວນໃນການຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍແລະການແຜ່ກະຈາຍອຸປະກອນເພີ່ມຂຶ້ນ.

ລະບົບຕ່ອງໂສ້ການສະຫນອງສະເຫນີສິ່ງທ້າທາຍອີກອັນຫນຶ່ງສໍາລັບ SiC, ຈາກການສະຫນອງອຸປະກອນໄປສູ່ການຜະລິດ wafer, ແລະໄປສູ່ການເຊື່ອມໂຍງລະບົບ. ການເຊື່ອມໂຍງໃດໆໃນຂັ້ນຕອນເຫຼົ່ານີ້ສາມາດ, ເນື່ອງຈາກການພິຈາລະນາທາງດ້ານພູມສາດຫຼືການສະຫນອງຄວາມປອດໄພ, ຈໍາເປັນຕ້ອງມີການອອກແບບໃຫມ່ຂອງຍຸດທະສາດການຈັດຊື້ທີ່ສາມາດປັບຕົວໄດ້.

ໃນດ້ານໂອກາດ, ດ້ວຍຄວາມກ້າວຫນ້າຂອງເຕັກໂນໂລຢີທີ່ພົ້ນເດັ່ນຂື້ນເຊັ່ນ: ດິຈິຕອນ, ປັນຍາປະດິດ, ແລະອິນເຕີເນັດຂອງສິ່ງຕ່າງໆ, ຄວາມຕ້ອງການຂອງຕະຫຼາດສໍາລັບການແກ້ໄຂພະລັງງານທີ່ກ້າວຫນ້າແມ່ນເຕີບໂຕຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ໂດຍອຸປະກອນພະລັງງານ SiC ມີບົດບາດສໍາຄັນ.ຄວາມກ້າວຫນ້າຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຂອງເທກໂນໂລຍີ SiC ຈະມີອິດທິພົນຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນຫຼາຍຂະແຫນງການ, ການສ້າງອະນາຄົດຂອງອຸດສາຫະກໍາເອເລັກໂຕຣນິກພະລັງງານ. ພ້ອມກັນນັ້ນ, ນະວັດຕະກໍາເຕັກໂນໂລຢີແລະການຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຈະເຮັດໃຫ້ເຕັກໂນໂລຢີ SiC ສາມາດເຂົ້າເຖິງໄດ້ຫຼາຍຂຶ້ນ, ປູທາງໄປສູ່ການນໍາໃຊ້ທີ່ກວ້າງຂວາງໃນຕະຫຼາດເອເລັກໂຕຣນິກ..**