В 2021 году многие компании заложили основы для обеспечения качества и эффективности полупроводников в соответствии с требованиями новой энергетической отрасли, а также расширили производственный поток, чтобы восполнить нехватку компонентов. Хотя пандемия продолжает вызывать озабоченность, особенно у электронной промышленности, ее также можно рассматривать как новую возможность для широкополосных полупроводников, которые подвержены меньшему воздействию, чем традиционные полупроводники.

2022 год будет иметь решающее значение для зеленого развития и борьбы с изменение климата. Переход от ископаемого топлива к возобновляемым источникам энергии ускорится в следующем году в связи с высоким спросом на системы накопления энергии с длительным сроком службы и передовую полупроводниковую экосистему для следующего поколения энергетических решений. Достижения в области термоядерная энергия это позволит нам мыслить нестандартно в отдаленном будущем, когда потребность в энергии все еще будет жизненно важной. Эндрю Холланд, генеральный директор Ассоциации термоядерной промышленности, сказал, что достижение точки, когда термоядерная реакция производит больше энергии, чем потребляет, сродни поиску Святого Грааля энергии.

Пришло время заменить ископаемое топливо углеродно-нейтральной энергией, вырабатываемой из возобновляемых источников, включая энергию ветра, солнца и гидроэлектростанций, что, таким образом, помогает в борьбе с глобальным потеплением. Следующие несколько лет будут иметь решающее значение для выживания планеты. Переход на «зеленую» энергетику сейчас важен как никогда.

Технология дает нам все ресурсы для реализациивозобновляемые источники энергии, но вопрос, как отметил Хассан Эль-Хури, генеральный директор, президент и член совета директоров onsemi, заключается в том, с каким настроем мы будем его использовать и как мы сократим отходы и потребление.

Мы живем в Мире, Где есть Все необходимое для решения Этих проблем. Первый шаг — признать, что это важно, что это правильный поступок, и что мы примем меры. Это означает рассмотрение и продвижение осведомленности о нашей климатической миссии и ее воздействии. На какие компромиссы нам придется пойти? Как насчет их долгосрочной жизнеспособности?

Электрическая мобильность является важнейшей движущей силой энергетической революции, и, по прогнозам, она повысит спрос на электроэнергию, вырабатываемую из возобновляемых источников энергии. В результате спрос на гибкость энергосистем быстро растет. По мере того как интеллектуальные сети и возобновляемые источники энергии становятся все более распространенными, хранение энергии будет приобретать все большее значение в этом секторе. По мере снижения цен на накопители энергии многие технологии найдут место для резервного копирования и приложений, изменяющих время работы. По словам Цун-Цонга Ву, министра науки и технологий Тайваня и заместителя председателя Исполнительного совета по науке и технологиям Юаня, “Нет сомнений в том, что будущее чипов и связанных с ними интеллектуальных датчиков приведет к появлению еще более электронных и менее механических автомобилей”.

Ресурсы на этой земле скудны, и мы все должны внести свой вклад, живя в взаимосвязанном мире. Вот почему в результате различных интервью, которые я проводил, я узнал, что когда мы думаем о будущем, мы все должны объединяться и вовлекаться. Технологии, природа и общество — все это должно быть взаимосвязано. “Командная работа — это способность работать сообща над достижением общего видения”. Все это предполагает инновации, которые определяются как умение делать что-то лучше, чем вы делали днем ранее. Таким образом, каждое улучшение, каким бы незначительным оно ни было, считается инновацией. Хорошим примером инноваций является изменение методов нашей работы. “Делать все, что в твоих силах, сегодня — лучшая подготовка к завтрашнему дню”. Для инноваций необходимо участие каждого. Если вы можете внедрять инновации, вы можете обратиться к проблеме, противостоять ей, а затем решить ее, и какими бы ни были трудности через пять лет, мы сможем достичь этого и быть готовыми к будущим вызовам, связанным с изменением климата. Самое важное — связать то, чему вы научились, с тем, что вы делаете, а это значит ценить свою работу, каждый день узнавать что-то новое, а затем применять это на практике. И, как выразился Стив Джобс, “ваша работа займет большую часть вашей жизни, и единственный способ быть по-настоящему удовлетворенным — это выполнять работу, которую вы считаете потрясающей”. И единственный способ сделать отличную работу — это получать от нее удовольствие. Ключ к переменам заключается в том, чтобы посвятить всю свою энергию созданию нового, а не борьбе со старым.

Внедрение платформ с открытым исходным кодом ускорит смену технологической парадигмы. Мы живем на планете, которая “погружена” в неиспользованную энергию, и мы все еще пытаемся понять (хотя и приложили огромные усилия), как извлечь из нее максимальную пользу. Солнце — единственный безопасный источник энергии. Звезда возрастом 4 миллиарда лет, которая нагревает и освещает нашу планету и определяет жизненные циклы всех организмов на Земле, также является бесконечным источником энергии. Нам нужно сосредоточиться на новых бизнес-моделях, новых инструментах проектирования и регулировании рынка, которые могут увеличить инвестиции. Только инвестируя в исследования, можно будет продолжать снижать затраты на электроэнергию, повышать производительность энергетических систем и инвестировать в системы, интегрирующие возобновляемые источники энергии. Инновации также должны сыграть свою роль: жизненно важно выявлять и разрабатывать новые технологии, которые помогут нам отказаться от угля в разумные сроки. Есть надежда, что мы продолжим инвестировать в новые возобновляемые технологии, которые обеспечат нам более устойчивое будущее.

Мы все должны чувствовать свою причастность к борьбе с изменением климата. Одним из первых шагов является экономия энергии. Правительствам и нациям недостаточно осуществлять программы преобразования энергии, которые постепенно переходят от ископаемого топлива к возобновляемым источникам энергии.
Усилия по повышению энергоэффективности и энергосбережению имеют решающее значение, и каждый из нас несет ответственность за свою роль в этих областях.Одной из самых сложных задач, с которыми мы сталкиваемся, является адаптация к изменению климата.
Каждая компания, правительство и отдельный человек должны внести свой вклад, потому что выбор, который мы делаем сейчас, будет формировать наш мир через 50 или 100 лет.

Выставка PowerUp Expo

То Конференция по включению питания видел, как многие докладчики обсуждали следующую волну широкополосных полупроводников, а также эволюцию новых энергетических сетей и решений для управления двигателями. Я хотел бы напомнить вам, что все видео доступны по запросу, и вы можете получить к ним доступ и посмотреть их в удобное для вас время.

“Когда допустимо использовать GaN [нитрид галлия] и каковы преимущества?” — спросил Алекс Лидоу, генеральный директор EPC, во время вступительной лекции 7 декабря. Несмотря на обоснованные опасения, он считает, что наиболее актуальным вопросом является “зачем продолжать использовать кремний?” GaN обладает рядом преимуществ. “Он меньше, быстрее, эффективнее и дешевле, что теперь отражается на рыночной цене за предыдущие пару лет”, — пояснил Лидоу. Самое большое преимущество, которое определит будущее преобразования энергии больше, чем что-либо другое в GaN, заключается в том, что проще интегрировать несколько устройств питания.

Во второй части вступительной лекции Виктор Велиадис, профессор электротехники и вычислительной техники Университета штата Северная Каролина, исполнительный директор и технический директор PowerAmerica, отметил, что устройства из карбида кремния (SiC) и GaN позволяют создавать более эффективную и новую силовую электронику благодаря их более высокой теплопроводности, энергетическому разрыву (измеряется в электрон-вольтах) и критическое электрическое поле.

Из-за огромной запрещенной зоны и критического электрического поля высоковольтные устройства могут быть изготовлены с более тонкими слоями, что приводит к снижению потерь на сопротивление и проводимость, минимальной утечке и надежному функционированию при высоких температурах. Кроме того, более тонкие слои и низкое удельное сопротивление включению обеспечивают меньшие форм-факторы, которые минимизируют емкость и обеспечивают работу на более высоких частотах и меньшие размеры пассивных компонентов, в то время как значительная теплопроводность обеспечивает работу на высокой мощности при более простом управлении температурой.

По словам Велиадиса, автомобильная промышленность является наиболее важным направлением применения SiC, учитывая огромный рост производства электромобилей (EV). “Высоковольтный SiC решит одну из главных проблем электромобилей, которая заключается в возможности заряжать автомобиль за то время, которое требуется для его подзарядки на заправочной станции”, — сказал он.

Велиадис добавил, что управление теплом является серьезной проблемой в центрах обработки данных. Таким образом, технологии, повышающие эффективность, такие как SiC и GaN, будут способствовать продвижению этого приложения. Другими основными областями применения являются возобновляемые источники энергии и электроприводы, которые потребляют от 50% до 60% мировой электроэнергии.

На применение моторного привода, который включает в себя включение вентилятора, насоса и компрессора, приходится половина общего мирового энергопотребления. “В результате достигается большее повышение эффективности с точки зрения существенного воздействия на окружающую среду, а также полная экономия энергии”, — сказал Цзиньчан Чжоу, менеджер по продуктовой линейке onsemi, во время своей лекции 7 декабря. “Такова тенденция, и это также открывает возможности для электроприводов.” В тот же день Себастьян Фалбуш, менеджер по маркетингу приложений, и Себастьян Клецер, главный инженер-прикладник Nexperia, отметили конструктивные особенности GaN и SiC, обсудив, как правильно оценивать и использовать современные высоковольтные устройства GaN и SiC. На сессии были рассмотрены аспекты компоновки печатных плат, проектирования и измерений для успешного использования всего потенциала технологий.

SiC и GaN

Очевидно, что SiC и GaN продолжат конкурировать, но их преимущества довольно очевидны для всех, и 2022 год ознаменует важный этап на рынке. За последние 12 месяцев на рынке наблюдались высокие объемы производства и возросший спрос на обе технологии. Нет никаких сомнений, что у SiC и GaN светлое будущее.

Устойчивый рост SiC, наблюдавшийся в 2021 году, сыграет ключевую роль в 2022 году. Это будет стимулировать рынок электромобилей в процессе электрификации и выработки энергии, несмотря на осложнения, связанные с пандемией. Все это привело к снижению затрат, и, конечно, мы столкнемся с проблемами, связанными с цепочкой поставок. Важным событием станет коммерциализация 200-миллиметровых пластин для SiC, а также вертикальная интеграция, достигнутая за последние пару лет. И это в первую очередь обусловлено необходимостью обеспечить стабильные местные поставки субстратов.

В интервью Power Electronics News Джим Уитхэм, генеральный директор GaN Systems, сказал, что некоторые из самых больших проблем в 2021 году были связаны с перебоями в цепочке поставок. “Мы считаем, что предложение сравняется с общим спросом к концу 2022 или началу 2023 года”, — сказал он. “Хотя это не повлияло напрямую на нашу компанию, и GaN Systems продолжила поставки заказчикам, это повлияло на некоторых наших клиентов, которым нужны другие критически важные материалы и компоненты для их решений. В результате нехватки чипов мы видим, что соглашения о пропускной способности с поставщиками чипов становятся критически важными”.

Уитхэм добавил, что GaN продолжит занимать все большую долю рынка силовых полупроводников. “В 2022 году мы увидим еще более значительный рост спроса на продукты на базе GaN и их внедрение, чем в 2021 году. Эта технология уже зарекомендовала себя, и ведущие компании взяли ее на вооружение. В более широком масштабе компании предпринимают более смелые действия в области устойчивого развития и воздействия на окружающую среду в областях своего бизнеса, включая то, как мы используем электроэнергию. GaN не только стимулирует инновации в продуктах — они меньше, легче и дешевле, — но и позволяет компаниям создавать более эффективную силовую электронику, требующую меньшего количества материалов. Мы увидим еще больше зарядных устройств GaN на рынке, как в упаковке, так и на вторичном рынке. Еще одна область в потребительской электронике, которая вызывает ажиотаж, — это GaN audio. В 2022 году вы увидите, как ведущие аудиокомпании внедряют системы на базе GaN в высококачественные ресиверы, интеллектуальные колонки и аудио-развлекательные системы. Еще одна область, [в которой] GaN получит все большее распространение, — это центры обработки данных, где GaN заменит источники питания на основе кремния. Электронная мобильность по-прежнему будет оставаться тенденцией. Электромобили достигли переломного момента: мы увидим растущее развитие бортовых зарядных устройств и тяговых инверторов с GaN от небольших и крупных игроков автомобильной промышленности и транспорта ”.

Во время вступительной лекции первого дня PowerUp Виктор Велиадис сказал: “МОП-транзисторы из карбида кремния доступны напряжением до 1,7 В. Я думаю, что МОП-транзисторы напряжением 3,3 кВ появятся в продаже в конце 2022 года. И, конечно же, мы по-прежнему будем рассматривать электромобили как важнейший фактор роста потребления карбида кремния. И в рамках применения этой технологии мы увидим, что переход от архитектуры шины 400 В к архитектуре шины 800 В в электромобилях станет более заметным, потому что это позволит повысить эффективность и ускорить зарядку, и эти аспекты играют ключевую роль во внедрении электромобилей. Мы наблюдаем это сегодня, и я думаю, что это станет доминирующим в 2022 году и в последующие годы”.

Что касается GaN, Роберт Каплар, менеджер отдела науки о полупроводниковых материалах и приборах в Sandia National Laboratories, сказал, что vertical GaN продолжает изучать масштабирование напряжения. Его команда пытается масштабировать область применения, токи для некоторых из этих устройств и использовать их в автомобилестроении.

Основные тезисы, прозвучавшие 8 декабря во время PowerUp, продемонстрировали важность рынков GaN и SiC. Тони Верслуйс, генеральный менеджер подразделения MOS & GaN в Nexperia, уверен, что компания оптимизировала производство и Nexperia готова к рывку вперед. “Клиенты осведомлены о результатах работы GaN, и в прошлом году этого на самом деле не было. 2021 год стал годом, когда были заложены основы перемен. И в 2022 году мы увидим переполненный рынок. В 2022 году мы, вероятно, увидим пару победителей. SiC и GaN продолжат соревноваться”.

Филиппо Ди Джованни, менеджер по стратегическому маркетингу подразделения силовых транзисторов STMicroelectronics, сказал, что компания находится на пути к расширению ассортимента производных на 650 В и 750 В, чтобы иметь возможность обслуживать самых разных клиентов как в автомобильном, так и в промышленном секторах. “Мы хотим продолжать плыть по волне распространения внедрения SiC в силовой электронике”, — сказал он. “Мы увеличили производственные мощности и запустили вторую фабрику по производству 150-миллиметровых труб в Сингапуре, а также производственную базу в Бускуре, Марокко, которые сейчас находятся в стадии наращивания. В SiC мы продолжаем реализацию нашей дорожной карты STPOWER по созданию вертикально интегрированного производственного оборудования для собственного производства подложек и продолжаем усердно работать над разработкой пластин толщиной 200 мм.

На панели PowerUp 8 декабря “Следующая волна GaN и SiC” многие докладчики обсуждали несколько интересных тем. Кэролайн О’Брайен, генеральный директор Kubos Semiconductors, не сомневается в том, что у SiC и GaN светлое будущее. За последние 12 месяцев наблюдались некоторые высокие объемы производства и возросшие требования рынка к обеим технологиям. О’Брайен считает, что эта тенденция будет продолжать усиливаться. “Но я думаю, нам также нужно осознавать, что проблема 2021 года, в которой доминировала нехватка кремния, сохранится и в 2022 году”, — добавила она.

Лидоу из EPC и Стивен Оливер, вице-президент по корпоративному маркетингу и связям с инвесторами Navitas Semiconductor, убеждены, что GaN преодолел переломный момент как с точки зрения технологии, так и стоимости по сравнению с кремниевыми МОП-транзисторами. “Теперь реальной задачей в 2022 году будет управление большим притоком бизнеса”, — сказал Лидоу. “Конечно, в цепочке поставок есть ограничения, и нам нужно расти как можно быстрее, чтобы удовлетворить этот спрос”.

“Сроки выполнения заказа — это проблема в силиконовом мире”, — добавил Оливер. “Мы по-прежнему производим детали с 12-недельным сроком изготовления. Таким образом, у нас большая емкость, и вы получаете гораздо больше матриц в одной вафле ”.

Что касается SiC, Пит Лоузи, директор по технологическому развитию UnitedSiC, описывает 2021 год как важный год для серии четвертого поколения. “Время выполнения заказа и широкий диапазон пропускания на самом деле не были такими ужасными, как в мире кремния, и большее количество матриц на пластине работает хорошо, поэтому наши сроки выполнения заказа оставались очень конкурентоспособными”, — сказал он. “В 2022 году мы рады пополнить наше новое семейство Gen 4 более высоковольтными классами и новыми пакетами продуктов, чтобы продолжать получать максимальную отдачу от деталей и расширять возможности. И мы, безусловно, рады нашему новому приобретению, которое было приобретено компанией Qorvo. Мы видели долгосрочные тенденции в карбиде кремния, которые не слишком отличаются от GaN. Я думаю, что тенденция к интеграции и более сложному управлению воротами также обеспечит пользователю лучшую производительность при более простом дизайне ”.

Роберт Роудс, президент и технический директор X-trinsic, обращает внимание на тот факт, что многие компании начинают наращивать свои возможности. “В 2022 году я вижу появление различных тенденций”, — сказал он. “Одним из них, конечно, является переход к размерам пластин 200 мм, по крайней мере, для компаний, которые выяснили, как выращивать шайбы такого размера, и поэтому это столкнется с некоторыми трудностями. Но также есть место для множества инноваций в области методов производства, которые позволят повысить производительность и снизить затраты, что пойдет на пользу отрасли в целом. Я также думаю, что системные инновации будут продолжаться — люди также будут выяснять, как лучше использовать SiC и GaN. На мой взгляд, есть место и для того, и для другого, потому что характеристики пробивного напряжения могут немного благоприятствовать SiC для приложений с более высокой мощностью и умеренной частотой. Но скорость GaN в высокочастотных приложениях действительно трудно превзойти. Так что я думаю, что здесь достаточно места для обоих типов устройств, и я с нетерпением жду множества инноваций во всем мире ”.

Пол Кирстед, глобальный директор по маркетингу энергетических продуктов Wolfspeed, в заключение дискуссионная группа отметила, что следующим шагом по увеличению количества вариантов комплектации с точки зрения SiC является рассмотрение продуктов с более высоким напряжением для нескольких рынков, таких как солнечные батареи и электромобили.

Цифровое питание

Питер Блайт, исполнительный вице-президент XP Power по глобальным продуктам и маркетингу, говорит, что в 2022 году компания продолжит свой путь по использованию цифровых технологий для улучшения результатов работы с клиентами за счет удобства использования, точности, подключения и энергоэффективности. “Обеспечение улучшенного контроля за энергоснабжением имеет решающее значение для деятельности, связанной с технологическими процессами, и по мере того, как мир движется к углеродно-нейтральному будущему, потребление энергии и эффективность будут все больше находиться в центре внимания, особенно в области энергоемких приложений”, — сказал он. “В современных производственных условиях время безотказной работы оборудования имеет решающее значение, особенно в условиях дефицита в цепочке поставок, когда любой сбой может увеличить сроки изготовления компонентов”.

По словам Блайта, два важных фактора увеличат время безотказной работы:

• Повышенная надежность силовых преобразователей, использующих технологии на основе GaN, обеспечивает более высокий КПД, что в конечном итоге приводит к охлаждению работающих продуктов.
• Отчеты о состоянии работоспособности силового преобразователя и использование искусственного интеллекта могут помочь поддерживать прогнозируемое техническое обслуживание, гарантируя, что любой ремонт будет выполнен во время планового простоя оборудования.

“Использование цифрового управления и интерфейсов для упрощения преобразования мощности и передачи контроля обратно заказчику позволяет адаптировать, конфигурировать и оптимизировать систему для конкретных нагрузок и сценариев использования”, — сказал Блайт. “В мире прецизионного производства этот контроль может стать фактором, способствующим формированию технологий будущего”.

Центр обработки данных

Согласно недавнему отчету Emergen Research, в 2022 году глобальный рынок гипермасштабируемых вычислений продолжит свой стремительный рост с примерно 147 миллиардов долларов в прошлом году при прогнозируемом среднегодовом росте выручки на 27,4% до 2028 года. Ключевых факторов роста множество, и они включают увеличение облачных рабочих нагрузок, оптимизацию центров обработки данных, платформы социальных сетей и появление технологии «данные как услуга».

По словам Викора, терморегулирование проблемы будут преобладать с увеличением тока процессора. Существует два способа решения этой проблемы::

1. Увеличьте напряжение распределенного источника питания (например, с 12 В до 48 В)
2. Разместите умножители тока (делители напряжения) в непосредственной близости от нагрузки, чтобы уменьшить расстояние, на которое подается питание

“Существует три приложения для высокопроизводительных вычислений, и каждое из них имеет свой особый набор потребностей: искусственный интеллект и машинное обучение, суперкомпьютеры и гипермасштабируемые вычисления”, — сказал представитель Vicor. “Цель AI/ML — создать значимые модели анализа [обучения] на основе огромного объема данных. Это должно выполняться предсказуемо, многократно и со сверхнизкой задержкой. Для достижения этой цели были разработаны специализированные процессоры и вычислительные системы. Для центров обработки данных с гипермасштабируемыми облачными вычислениями двумя основными факторами, влияющими на дизайн, являются общая стоимость владения и эффективность энергопотребления. Использование 48-вольтового распределителя в стойках не только сокращает площадь стеллажей, но и использует масштабируемые системы резервного питания от 48-вольтовых батарей, которые исключают большие системы бесперебойного питания. Все это приводит к более высокой плотности стоек, что означает более высокую вычислительную мощность и более высокую общую стоимость владения”.

Управление двигателем

Цель Analog Devices состоит в том, чтобы продолжать идти по тому же пути, продолжая сочетать больше функций управления движением с аналоговыми возможностями. По словам Джеффа Деанджелиса, вице-президента по промышленным коммуникациям и управлению движением Analog Devices, это позволяет им сосредоточиться на разработке более высокого уровня для повышения производительности, особенно для крупных алгоритмов повышения производительности искусственного интеллекта в сети датчиков и на заводе. “Итак, то, что мы наблюдаем, — это продолжение внедрения этих интеллектуальных типов устройств в оборудование на заводе, а затем продвижение вперед, этот тип интеграции самоконтроля и самосознания — это действительно то, где мы видим следующий уровень эволюции интеллекта”, — сказал Де Анджелис. “Если вы предоставляете более качественные данные и информацию в режиме реального времени, вы будете принимать более эффективные решения. В целом, это также обеспечивает еще один уровень гибкости для реконфигурации ”на лету».»

Питер Фридрихс, старший директор SiC в Infineon Technologies, анализирует электроприводы, то есть соответствующие микросхемы драйверов, которые могут правильно обрабатывать самые крутые переходные процессы с быстрым переключением. “Очень важным моментом является то, что мы пытаемся работать над дискуссией о коротком замыкании”, — сказал он. “Итак, какие возможности у нас есть для управления этим на системном уровне по сравнению с уровнем устройства? Это немного больше, чем просто быстрое обнаружение; речь также идет о том, как отличить короткое замыкание от других событий. Все эти вещи нуждаются в прояснении. И это также требует интенсивного диалога с пользователями, чтобы определить, в какой степени они способны принять эти новые способы. И здесь, я думаю, нам нужно работать сообща со стороны управления, со стороны устройства, чтобы создать убедительные аргументы и демонстрации, доказывающие, что это сработает ”.

Кристиан Ионеску-Катрина, старший менеджер по маркетингу продуктов Power Integrations, сказал, что компания собирается расширить возможности своего программного обеспечения. “У нас есть инструменты для сокращения времени разработки, такие как эксперты по двигателям и примеры программного обеспечения, поэтому мы продолжим это делать”, — сказала Ионеску-Катрина. “Мы постараемся помочь клиентам сократить время выхода на рынок и предоставить готовое к использованию решение, чтобы воспользоваться уникальными возможностями чипа, такими как шина неисправностей и диагностика, о которой мы говорили сегодня”.

Кристоф Баумгартнер, инженер по встраиваемым решениям Microchip Technology, сказал, что одним из основных направлений работы является разработка алгоритмов для увеличения динамического диапазона двигателей, чтобы добиться высокой эффективности на низких оборотах, а также достижения высоких скоростей при хорошем КПД. “Мы работаем над алгоритмами, и пока мы работаем над алгоритмами, мы также совершенствуем инструменты, которые используем для этих разработок, так что, я думаю, это наш основной фокус в управлении двигателем”, — сказал он.

Мэтт Уотсон, генеральный менеджер подразделения микроконтроллеров реального времени C2000 в Texas Instruments, согласен с Баумгартнером: существует много инноваций и с точки зрения широкого диапазона частот. “Так что это все еще впереди у нас в 2022 году”, — сказал он.

Брюс Ренуар, генеральный директор Pre-Switch, считает, что компьютерные технологии по-прежнему будут оставаться движущей силой в управлении двигателями. “Мы ожидаем, что логарифмы слияний будут продолжать улучшаться. Но я думаю, что это будет сочетаться с инновациями в компьютерном управлении и тем, что нам нравится называть искусственным интеллектом, в управлении самими технологиями коммутации ”.

Наконец, Марко Пальма, директор по системам электропривода и приложениям EPC, фокусируется на GaN со своими новыми интегральными схемами. “Мы все больше и больше работаем с университетами и с некоторыми избранными клиентами. Мы ищем правильное решение для более высоких токов и напряжений. Таким образом, это может быть два разных типа топологий, например многоуровневые, где мы работаем с некоторыми заказчиками, и у нас также есть многофазные двигатели, которые не просто трехфазные, но имеют несколько фаз. Так что это то, что будет меняться все больше и больше, и тогда мы увидим, что это будет происходить чаще в 2022 году ”.

Энергия

“Будущее за ядерным синтезом: я верю, что мы будем слышать об этом все больше и больше”, — сказал Патрик Ле Февр, директор по маркетингу и коммуникациям PRBX, завершая нашу дискуссию “Будущее энергетики”. “ИТЭР движется вперед. У нас есть множество проектов по микрофузии по всему миру. И я бы сказал, что верю в ядерный синтез”.

В интервью Power Electronics News Ле Февр сказал, что, хотя нет никаких сомнений в том, что мы все обеспокоены ситуацией с Covid-19 и его новыми вариантами, в электронной промышленности главной проблемой является нехватка компонентов. “От простых резисторов до сложных микропроцессоров сроки выполнения заказов достигли такого уровня, которого мы никогда раньше не видели”, — сказал он. “К счастью, эта ситуация предоставила возможность разработчикам силовых устройств рассмотреть возможность перехода к новым технологиям, таким как широкополосная связь, которые гораздо меньше подвержены влиянию ситуации, чем обычные полупроводники. 2021 год также подтвердил зрелость онлайн-обучения для инженеров по силовой электронике. Виртуальная выставка APEC 2021 и PowerUp Expo прошли успешно, и многие компании поощряют своих инженеров проводить больше онлайн-тренингов”.

Он добавил, что для многих COP26 разочаровала, но на самом деле она подтвердила ускорение использования альтернативных источников энергии, таких как водород, и развитие экосистемы, включающей передовую силовую электронику для следующего поколения электролизеров и топливных элементов.

Трудно сказать, как мутации Covid-19 повлияют на личные мероприятия, но в 2022 году, вероятно, произойдет возвращение к “нормальной жизни”, и будет запланирован ряд мероприятий, таких как APEC и Electronica Munich. Параллельно с этим количество онлайн-учебных курсов и вебинаров будет продолжать расти благодаря растущему сотрудничеству между университетами, научно-исследовательскими институтами и предприятиями.

“Потребности в энергоэффективности, а также требования к охране здоровья и уровню шума могут увеличить потребность в пересмотре проектировщиками источников питания”, — сказал Ле Февр. “Если раньше кондуктивное охлаждение было лишь незначительной частью общих стратегий охлаждения, то это может, наконец, измениться. В течение 2021 года мы наблюдали увеличение числа приложений, требующих более высокой эффективности, и охлаждение вентиляторами запрещено. В этом отношении трудно выделить определенную тенденцию, но это, безусловно, то, что разработчикам power придется учитывать в ближайшие месяцы. Совершенно очевидно, что широкополосные технологии [SiC и GaN] продолжат завоевывать долю рынка во многих коммерческих приложениях и в индустрии электромобилей. В 2022 году мы увидим ускорение перехода от ископаемого топлива к возобновляемым источникам энергии с высоким спросом на долговременное хранение энергии, которое будет представлять собой сочетание традиционных и новых инновационных технологий, включая очень продвинутый менеджмент энергии”.

Тар Кейси, генеральный директор Amber Solutions, готов к следующей волне электрификации с помощью устройств, которые мы описали в этих статьях и во время открытия PowerUp. Индустрия уделяет этому пристальное внимание, и Amber уже приступила к разработке следующего продукта, который будет представлен в начале 2022 года.

Асиф Джаквани, старший вице-президент и генеральный менеджер подразделения Advanced Power в onsemi, считает, что SiC является новым прорывом на рынке IGBTs. IGBT — это технология более чем 30-летней давности, которая уже давно используется в автомобильной промышленности. SiC является относительно новым, но из-за его эффективности и преимуществ в размерах, если вы можете работать на более высокой частоте, вы можете уменьшить магнитное поле, уменьшить плотность и уменьшить вес, и мы наблюдаем значительный сдвиг в новом бизнесе. Теперь более известные производители, которые исторически работают с двигателями внутреннего сгорания IC, переходят на SiC.

“В ближайшие три-четыре года мы увидим огромный рост в этой области”, — сказал Джаквани. “Мы продолжим внедрять технологические инновации и инновации в упаковке, и, самое главное, мы повышаем устойчивость цепочки поставок, чтобы убедиться, что по мере того, как наши клиенты разрабатывают наши продукты, у них есть цепочка поставок, которая может поддерживать рост, потому что это очень важно в ближайшие три-пять лет, и мы уже осуществлено бизнес-планирование приобретения с учетом возможности поддержки нашего клиента”.

Отличная комплектация подразумевает значительное снижение индуктивности, что позволяет нам снизить нагрузку на устройство, обеспечивая достаточное напряжение тока без превышения параметров устройства. “На сегодняшний день мы не в полной мере использовали свойства материала из карбида кремния с точки зрения частоты”, — сказал Джаквани. “Мы пока не работаем на уровне материалов и температур. Поэтому мы считаем, что впереди еще много инноваций, поскольку вся паразитная сеть построена вокруг карбида кремния. Последние 30-40 лет все это строилось вокруг кремния. Благодаря оптимизации и повышению эффективности он начнет переходить на карбид кремния”.

Стив Ламбауз, вице-президент и генеральный менеджер по высоковольтному питанию Texas Instruments, указывает на EVs. “2021 год стал большим прорывом для новых технологий и электроники, появляющихся в нашей жизни, будь то электромобили или другая бытовая электроника”, — сказал он. “Наша способность сделать их более эффективными и наша способность реально поставлять интегральные схемы — это два больших достижения. 2022 год продолжается в этом направлении, где мы смотрим на более высокие уровни плотности мощности и более высокие уровни снижения электромагнитных помех. И еще одна вещь, которая движет новым годом, — это план повышения уровня внутреннего производства, более эффективного использования таких факторов, как производительность 300-миллиметровых пластин ”.

В дискуссии “Будущее энергетики” во время PowerUp (скоро будет дополнительная статья) приняли участие несколько докладчиков, в том числе Питер Васмут, глава европейского подразделения Polarium, который поставил под сомнение накопление энергии как недостающее звено в возобновляемой энергетике.

Гопал Митра, лидер промышленного сегмента ABB Power Conversion, с другой стороны, рассматривает электрификацию как растущую тенденцию. “То, как мы производим электроэнергию с помощью возобновляемых источников энергии, используя водород, зеленый водород, голубой водород или серый водород, — это всего лишь вопрос внедрения”, — сказал он. “Я чувствую, что в ближайшие несколько лет это сильно изменится. Водород является дополнительным источником к другим источникам топлива, таким как возобновляемая электроэнергия. Возобновляемые источники энергии будут играть важную роль в электрификации”.

Что касается электромобилей и электрификации, Конор Пауэр, директор энергетического подразделения Analog Devices, уделяет особое внимание зарядной инфраструктуре и говорит, что ее необходимо оптимизировать и усовершенствовать. “Итак, электромобили создаются, но зарядные устройства и их установка действительно отстают”, — сказал он. Крейг Дж. Олейничак (Kraig J. Olejniczak), научный сотрудник Wolfspeed, специализирующийся на силовых приборах среднего и высокого напряжения, определяет SiC как способ повышения эффективности в этих типах применений.

Предстоящий год будет очень интересным: мы увидим продвижение SiC и GaN в областях, где возобновляемые источники энергии и электрификация необходимы для нового энергетического этапа. Нас ждут экологически значимые решения.

Спасибо вам за всю вашу помощь в 2021 году и за то, что с вами было так приятно работать. Мои самые теплые пожелания всем вам и вашим близким радостных праздников и благополучного 2022 года. Я надеюсь увидеть вас снова в следующем году!