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CMIC:半导体企业面临绿色能源机遇

发布时间:2024-05-31 11:05:12

来源:赛迪-中国电子报

作者:张心怡

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  【CMIC讯】全球经济社会的绿色低碳转型,正在为半导体产业带来增长动力。无论是大规模清洁能源生产传输过程中对更高能量密度电力电子设备的需求,还是输电、配电、储电等环节以及新能源汽车等用电场景提升能源利用效率和转换效率的需求,都需要半导体产品与技术的支撑。在近期举办的2024英飞凌媒体日,英飞凌科技全球高级副总裁兼大中华区总裁潘大伟等业务负责人,围绕半导体产品在清洁能源链条、新能源汽车、绿色数据中心等场景的市场需求和迭代目标,与记者展开交流。
  
  以太阳能、风电为代表的清洁能源,是撬动能源结构转型的重要支点。英飞凌科技高级副总裁兼工业与基础设施业务大中华区负责人于代辉表示,相比煤炭、石油等传统能源,风能和太阳能存在难以储存、难以计划的痛点。要充分利用“风光”新能源,一是需要储能系统来解决“风光”能量储存,起到“削峰填谷”的作用。二是需要智能电网和高压直流输电来提升新能源消纳能力。三是要深耕各种用电场景,例如银行、机场所需的不间断电源,居民所需的暖通空调,以及绿色出行所需的高铁、城铁,都是促进低碳的“主战场”。
  
  要建设围绕风能、太阳能的能源链条,需要IGBT、MCU、WiFi+蓝牙、宽禁带半导体器件的支撑。比如,以碳化硅、氮化镓为代表的宽禁带半导体,能够提升能源系统的功率密度,并实现更加紧凑的设计。通常情况下,一套家用储能系统需要三个人搬运,而基于碳化硅、氮化镓的储能产品,不仅能够系统节省用户1/3甚至一半的成本,还能够将搬运人力可以减少到2个人甚至1个人,继而降低了系统安装维护成本。
  
  新能源汽车产业对于降低陆上交通的能源消耗和碳排放具有积极作用,纯电动汽车可实现二氧化碳或污染物零排放。新能源车的电气化、网联化、智能化带来的各种各样的电子化功能,正在带动整车含硅量大幅增加。
  
  英飞凌科技高级副总裁兼汽车业务大中华区负责人曹彦飞表示,在中国市场,新能源汽车上下游生态系统更具规模,从技术创新角度来讲,近些年中国市场出现了许多领先车厂、应用级供应商,覆盖领域包括电子电气架构、智能驾驶、动力总成多合一、宽禁带半导体等。中国消费者对于节能减排也持有更加积极的态度。普华永道数据显示,在美国和德国,汽油发动机是最受欢迎的发动机类型,其次是插电式混合动力汽车。中国消费者表现出的偏好正好相反,纯电动汽车最受欢迎,领先于混合动力和燃油机。
  
  汽车电动化趋势也掀起了宽禁带半导体上车的潮流。相比硅材料,碳化硅、氮化镓等宽禁带半导体具有高耐温特性、高阻断电压、高开关速度和低损耗等特性,能够提升整车系统的电能转换效率,降低系统成本,并有助于提升电动汽车的续航能力。曹彦飞表示,近年来碳化硅高压平台正在被越来越多的车企和车型采用,氮化镓也正在应用于车载充电器和DC/DC转换器,并处于主逆变器应用的前期探索中。
  
  值得一提的是,发展绿色节能的数据中心,也是“双碳”目标的重要组成。当前,生成式人工智能成为半导体市场的引领性增长动能,拉动了AI服务器的市场需求。然而,数据中心能耗已超过全球能源供应量的2%,亟需提升能效以促进节能降耗。因此,云计算厂商在数据中心部署AI大模型的过程中,需要AI服务器的供电网络具备更强的功率支持和能效表现,这就涉及到AC/DC供电、GPU底盘的DC-DC转换、AI加速卡、服务器主板、服务器机架等功能或核心器件所需的MCU、栅极驱动器、功率分立器件和功率模块等半导体品类。
  
  潘大伟在接受《中国电子报》专访时表示,AI服务器不仅使用传统CPU芯片,还增加大量高功率的GPU芯片,电源功率随之将大幅提升,稳定性、可靠性均是必备条件,因此电源供应商需要开发更高功率的产品,同时提高电源转化效率,以满足节能要求。 “在AI领域,尤其是对AI服务器电源以及主板的支持上,我们从两个方面提供解决方案。一是高效能,使整个电源系统满足客户的工艺、效率要求;二是通过宽禁带半导体材料和器件,提供更高功率。”
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