Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Przyjrzyjmy się, co stoi za szybkim wzrostem rynku układów SiC

ghost666 16 Nov 2022 07:50 636 0
Computer Controls
  • Przyjrzyjmy się, co stoi za szybkim wzrostem rynku układów SiC
    Orlando Esparza wyjaśniający zalety
    wysokonapięciowego bezpiecznika
    elektronicznego Microchip, technologii
    wykorzystującej SiC.
    Węglik krzemu to coś więcej niż technologia niszowa, dodatkowo — ostatnie inwestycje producentów na całym świecie pokazują, jak ważny jest ten półprzewodnik. Wraz z uchwaleniem Ustawy CHIPS w USA znaczna część funduszy jest przeznaczona na zwiększenie produkcji w zakresie nowych technologii półprzewodnikowych, w tym urządzeń z SiC.

    Dokąd więc zmierza sektor układów SiC w nadchodzących latach, biorąc pod uwagę niedawny boom względem zastosowań? W dalszej części tego artykułu postaramy się przyjrzeć perspektywom tego materiału na globalnym rynku półprzewodnikowym.

    Chociaż węglik krzemu jest zasadniczo używany w ujęciu elektrycznym już od lat — najpierw jako materiał odgromników w układach — jego wykorzystanie jako półprzewodnika do budowy diod i tranzystorów jest znacznie nowsze. W rzeczywistości SiC nie zyskiwał na popularności jako budulec półprzewodnikowy aż do wczesnych lat 90., kiedy jego właściwości — głównie szeroka przerwa wzbroniona — zostały spożytkowane w tranzystorach FET i MOSFET dla systemów dużej mocy. Obecnie, wraz z rozprzestrzenianiem się technologii wymagających komponentów mocy, które mogą przetrwać znaczne napięcia, temperatury i działać z wysokimi częstotliwościami przełączania, SiC staje się coraz bardziej powszechnym wyborem dla inżynierów i projektantów poszukujących bardziej wytrzymałych elementów półprzewodnikowych.

    Aby zrozumieć ewolucję sektora SiC, portal EE Times niedawno spotkał się z Orlando Esparzą, inżynierem i starszym menedżerem działu rozwiązań mocy SiC w firmie Microchip Technology, a także Zachariahem Wendtem, byłym inżynierem aplikacji w Arrow Electronics, a obecnie inżynierem w Nimble Gravity.

    Ukierunkowana inwestycja

    Dla przedsiębiorstw takich jak Microchip, SiC stanowi ogromną szansę biznesową. W ramach strategicznego posunięcia w 2018 roku Microchip przejął Microsemi, markę, która wraz z silną obecnością w centrach danych i aplikacjach obronnych prowadziła również rozwój SiC. Podjęcie za 10,1 miliarda dolarów tej spółki natychmiast dało Microchipowi przyczółek w przestrzeni. „Microchip działa w obszarze zarządzania energią od wielu lat — prawdopodobnie ponad 20 — i kiedy zaczynałem pracę w firmie w 2000 roku, mieliśmy kilka produktów analogowych, a dzięki przejęciom i rozwojowi organicznemu rozwinęliśmy wiele na niższych — po stronie zasilania, napięcia 100 V i mniej” — powiedział Esparza. „Wraz z podjęciem Microsemi w 2018 roku wprowadziliśmy możliwości wykorzystania wysokiego napięcia. Stąd pochodzi nasza grupa [skupiona wokół — przyp.red.] węglika krzemu”.

    Podczas gdy rynek SiC powoli obserwuje globalne zwiększanie aplikacji i popularyzację relatywnie nowej technologii, to wydaje się, że SiC jako technika osiągnęła masę krytyczną, a inżynierowie projektanci na całym świecie zwracają się do niej jako swojego ulubionego półprzewodnika o dużej mocy i wysokim napięciu. Według danych Grand View Research, rynek SiC został wyceniony na około 2,96 miliarda dolarów w 2021 roku, ale oczekuje się, że do 2030 przyspieszy z łączną roczną stopą wzrostu na poziomie 11,7%.

    Część nowych aplikacji wynika nie tylko z rozwoju technologii potrzebujących komponentów odpornych na wysokie napięcie, ale także z rosnącego zakresu dostępnych typów elementów SiC, jak wskazuje Esparza. „Ciut to trwało, zanim pojawiło się wystarczająco rozwiązań dla urządzeń, aby użytkownicy czuli się bardziej komfortowo” — wskazał. „Zajęło też trochę czasu, aby projektanci mogli rozważyć pewne ujęcia — czy to będzie inna klasa napięcia, wyższa wydajność prądowa, czy nawet nowy rodzaj obudowy. Obecnie z punktu widzenia dostawcy komponentów SiC istnieje w tej dziedzinie sześciu naprawdę silnych konkurentów. Mamy więc teraz pewien wybór dla projektantów”. Aktualnie do wiodących producentów elementów z SiC należą Microchip, Infineon, Wolfspeed, Fairchild Semiconductors, STMicroelectronics i NXP.

    Innym kluczem do wzrostu na polu układów z węglika krzemu były korzyści wydatkowe wynikające z ekonomii skali. Jako dostawca komponentów, Microchip uważa, że ​​jest w stanie pomóc swoim własnym dostawcom w obniżeniu kosztów, „ponieważ na rynku jest większy wolumen” — mówi Esparza. W miarę jego zwiększania w produkcji, firmy będą czerpać profity z wyższego wykorzystania materiałów krytycznych. „Dotarcie do tego etapu było powolne, ale wygląda na to, że naprawdę przekroczyliśmy próg” — podsumował.

    Wendt z kolei wskazuje na ostatnie inwestycje wprowadzone przez ustawę CHIPS — postrzega je jako wyraźny sygnał, że technologia układów z węglika krzemu ma szansę stać się ważną w przyszłości. „Ustawa CHIPS koncentruje się przede wszystkim na sprowadzeniu części produkcji półprzewodników do Stanów Zjednoczonych” — wyjaśnia. „Jednak chodzi również o przyspieszenie rozwoju technologii, które mogą pomóc w pozycjonowaniu USA jako silniejszego gracza na globalnym rynku półprzewodników. Jedną z takich technik jest węglik krzemu. Firmy takie jak Microchip i Wolfspeed — organizacje z siedzibą w Stanach Zjednoczonych, które są dużymi rybami w przestrzeni SiC — mają dobrą pozycję, aby zapewnić USA miejsce w fotelu światowego lidera w technologii węglika krzemu. Wraz z rozprzestrzenianiem się pojazdów elektrycznych, słonecznych i innych zastosowań o dużej mocy i wysokiej częstotliwości ta perspektywa może być bardzo silna”.

    Przyjrzyjmy się, co stoi za szybkim wzrostem rynku układów SiC
    Zachariah Wendt (po lewej) i Charlie Alexander, wiceprezes marki Ultraleap, omawiają technologię dotykową w filmie demonstracyjnym produktu w czasach współpracy Wendta z Arrow Electronics.


    Rynki wzrostu SiC

    W obecnej formie komponenty z SiC są wykorzystywane przede wszystkim — z perspektywy istotnej ilościowo — w zastosowaniach przemysłowych, w których na wagę złota stawia się zarówno możliwości wysokonapięciowe, jak i pracę w dużej temperaturze. Centra danych i użytek mocy obliczeniowej są również kluczowymi graczami na rynku SiC. Jest jednak jeden obszar zastosowań, w którym spodziewany jest gwałtowny wzrost w nadchodzących latach: motoryzacja. Podbudowywany szybkim zwiększaniem ilości układów napędowych i systemów ładowania, SiC szybko staje się gwiazdą świata pojazdów elektrycznych. Zgodnie z danymi z raportu Omdia Mid Case z 2022 roku, aplikacje motoryzacyjne w 2023 roku będą drastycznie rosnąć, aby stanowić finalnie aż 33% przestrzeni SiC na koniec przyszłego periodu. Jednak do 2030 roku wykorzystanie SiC w zastosowaniach motoryzacyjnych będzie wynosić aż 78% wartego 14 miliardów dolarów obszaru tej technologii.

    Z punktu widzenia inżynierów projektujących elektronikę spoza sektora motoryzacyjnego i elektromobilności, ten skok również będzie miał pozytywny wpływ na polu SiC, jak wierzy Esparza. Dotyczy to także przemysłu, centrów danych, komputerów, komunikacji, aplikacji konsumenckich, a także technologii w zakresie lotnictwa i obronności. „Widzimy aktywność węglika krzemu we wszystkich tych ujęciach” — powiedział. „Dużym obszarem, o którym słyszymy, są pojazdy elektryczne i oczywiście jest to jeden z głównych motorów napędowych, który umożliwia redukcję kosztów i zwiększenie korzyści ze skali. Jednak podobnie, jak w przypadku innych komponentów motoryzacyjnych, wiele branż poza nią, odmienne rynki i aplikacje skorzystają z tego wzrostu”.

    „Systemy o dużej mocy przyszłości nie ograniczą się tylko do ujęcia motoryzacyjnego” — podsumowuje Wendt. „Udoskonalenia technologii akumulatorów i większy nacisk na alternatywne źródła energii już teraz prowadzą do zmian na rynkach konsumenckich. Kiedyś rzadko widywano takie rzeczy jak kosiarki elektryczne, piły łańcuchowe lub inne elektronarzędzia. Dziś jest to powszechne — a tego rodzaju elementy wysokiego napięcia mogą polegać na SiC”.

    Źródło: https://www.eetimes.com/examining-whats-behind-sic-market-growth/

    Cool? Ranking DIY
    Can you write similar article? Send message to me and you will get SD card 64GB.
    About Author
    ghost666
    Translator, editor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    ghost666 wrote 11398 posts with rating 9641, helped 157 times. Live in city Warszawa. Been with us since 2003 year.
  • Computer Controls