Ev విప్లవంలో rf పవర్ సెమీకండక్టర్ యొక్క ప్రధాన పాత్ర

ఎప్పటికప్పుడు పెరుగుతున్న 5 జి రోల్-అవుట్స్ మరియు క్లైంబింగ్ కన్స్యూమర్ ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల అమ్మకాలు ప్రధానంగా ఆర్ఎఫ్ పవర్ సెమీకండక్టర్ డిమాండ్ పెరుగుదలకు అనుకూలమైన వాతావరణాన్ని సృష్టిస్తాయి, ఆటోమోటివ్ పరిశ్రమ కూడా ఆర్ఎఫ్ పవర్ మాడ్యూళ్ళ యొక్క ముఖ్య వినియోగదారు ప్రాంతాలలో ఉంది.

ప్రస్తుతం, ఆటోమోటివ్ పరిశ్రమ డైనమిక్ ఎలక్ట్రిక్ మరియు డిజిటల్ విప్లవానికి గురవుతోంది. అధిక సంఖ్యలో వాహనాలు విద్యుదీకరణ, స్వయంప్రతిపత్తి మరియు కనెక్టివిటీకి సిద్ధంగా ఉన్నాయి. ఇవన్నీ శక్తి సామర్థ్యం యొక్క పెరుగుతున్న ప్రాముఖ్యతకు దిమ్మతిరుగుతాయి మరియు ఆటోమోటివ్ పరిశ్రమ యొక్క పరివర్తనను అనేక రెట్లు వేగవంతం చేస్తుంది. ఏదేమైనా, ఈ పరివర్తనను తీసుకురావడానికి కీలకమైన ఒక ముఖ్యమైన అంశం, RF శక్తి సెమీకండక్టర్, ఎందుకంటే ఇది EV లు మరియు హైబ్రిడ్ EV లను (HEV లు) ప్రారంభించడంలో కీలక పాత్ర పోషించింది.

పరిశ్రమ యొక్క "జీరో ఎమిషన్" షిఫ్ట్లో పాల్గొని, ప్రపంచంలోని ప్రముఖ వాహన తయారీదారులు తమ వాహన విద్యుదీకరణ ప్రాజెక్టులను పెంచడంలో గొప్ప ప్రయత్నాలు చేస్తున్నారు. 2025 లో నెరవేర్చాల్సిన EV లు మరియు HEV ల లక్ష్యాలను OEM లు అధికంగా చూస్తున్నాయని పరిశోధన-ఆధారిత అంచనాలు సూచిస్తున్నాయి. ఈ దృష్టాంతంలో అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద సమర్థవంతంగా పనిచేసే అధిక సమర్థవంతమైన RF శక్తి సెమీకండక్టర్లకు ముఖ్యమైన అవకాశాలను స్పష్టంగా అడుగుతుంది. RF పవర్ మాడ్యూళ్ల తయారీదారులు SiC (సిలికాన్ కార్బైడ్), GaN (గాలియం నైట్రైడ్) మరియు WBG (వైడ్ బ్యాండ్-గ్యాప్) టెక్నాలజీల ఆధారంగా ఉత్పత్తుల అభివృద్ధిపై తమ వ్యూహాలను నిరంతరం కేంద్రీకరిస్తున్నారు.

RF పవర్ సెమీకండక్టర్స్ కోసం మెటీరియల్ ఎంపికగా GaN ఎమర్జింగ్

WBG సెమీకండక్టర్ రాజ్యంలో అనేక R&D ప్రయత్నాలు ఉన్నప్పటికీ, SiC వేరియంట్ ఇటీవలి కాలంలో EV లు మరియు HEV లకు సాంప్రదాయ ఎంపికగా ఉంది. ఏదేమైనా, మరోవైపు, సిఐసి ఇప్పటికే మార్కెట్లో మెచ్యూరిటీ దశకు చేరుకుంది మరియు దానిపై పోటీ పడుతున్న ఇతర పోటీ సాంకేతిక పరిజ్ఞానాలతో సవాలు చేయబడుతోంది - ముఖ్యంగా పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ మరియు ఎలక్ట్రిక్ మరియు హైబ్రిడ్ ఎలక్ట్రిక్ వాహనాల్లో డిమాండ్ ఉన్న ఇతర అనువర్తనాల విషయంలో.

పవర్‌ట్రెయిన్‌లో DC / DC కన్వర్టర్లను నియంత్రించడానికి EV లు మరియు HEV లు సాధారణంగా SiC ఆధారిత RF శక్తి సెమీకండక్టర్లను ఉపయోగిస్తుండగా, పరివర్తన సమయం 10 kHz మరియు 100 kHz మధ్య వారి మారే పౌన encies పున్యాలను పరిమితం చేస్తుంది. ప్రస్తుతం, ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఉన్న ప్రతి వాహన తయారీదారు RF శక్తి సెమీకండక్టర్ల యొక్క GaN డిజైన్ల చుట్టూ వినూత్నంగా ప్రయత్నాలు చేస్తున్నారు.

GaN సెమీకండక్టర్ పరిచయం నానోసెకండ్ పరిధిలో మారే సమయాన్ని మరియు 200 ° C కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ఆపరేషన్ చేయడం ద్వారా ఈ దీర్ఘకాలిక సవాలును అధిగమించగలమని వాగ్దానం చేసింది. GaN సెమీకండక్టర్ యొక్క వేగవంతమైన కార్యాచరణ అధిక స్విచ్చింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీపై ఫలితమిస్తుంది మరియు తద్వారా తక్కువ స్విచ్చింగ్ నష్టం. అంతేకాక, తక్కువ శక్తి ఎలక్ట్రానిక్ వాల్యూమ్ మొత్తం బరువును తగ్గిస్తుంది, ఇది తరువాత తేలికైన మరియు మరింత సమర్థత ఆర్థిక వ్యవస్థకు మద్దతు ఇస్తుంది.

అనేక అధ్యయనాలు అధిక వేగంతో అధిక శక్తి మార్పిడి కోసం GaN ఆధారిత సెమీకండక్టర్ యొక్క వాస్తవ సామర్థ్యాన్ని సమర్థిస్తాయి. EV లు మరియు HEV ల యొక్క లక్ష్యాన్ని ఉత్తమంగా పూర్తి చేసే పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ యొక్క కొత్త యుగానికి వెళ్లడం, GaN సెమీకండక్టర్ పదార్థాల యొక్క ముఖ్య లక్షణాలు, ఉన్నతమైన స్విచ్చింగ్ వేగం, అధిక ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రతలు, తక్కువ స్విచ్చింగ్ మరియు వాహకత నష్టాలు, కాంపాక్ట్-సైజ్ ప్యాకేజింగ్ మరియు సంభావ్య వ్యయం పోటీతత్వం, అన్ని ఇతర ప్రతిరూపాలపై GaN- ఆధారిత RF సెమీకండక్టర్లను ఉంచడం కొనసాగుతుంది.

EV లు & HEV లలో RF పవర్ సెమీకండక్టర్ యొక్క విస్తరణను పరిమితం చేసే సంభావ్య సవాళ్లు

అన్ని ఆవిష్కరణలు మరియు సానుకూల ఫలితాలు మార్కెట్లలోకి ప్రవేశించినప్పటికీ, ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలలో RF శక్తి సెమీకండక్టర్ యొక్క కార్యాచరణకు కొన్ని సవాళ్లు ఇప్పటికీ అవరోధాలుగా ఉన్నాయి. అన్నింటికంటే, నానోసెకన్లలో అధిక-శక్తి భాగాన్ని నడపడం సంక్లిష్టమైన పని మరియు ఇంకా పరిష్కరించబడని బహుళ ఇబ్బందులతో వస్తుంది. వోల్టేజ్ రేటింగ్ల మెరుగుదల అత్యంత ముఖ్యమైన సవాళ్లలో ఒకటి. సాంప్రదాయిక డిజైన్లను మార్చకుండా అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద సమర్థవంతమైన కార్యాచరణను మెరుగుపరచడం మరొక ముఖ్యమైన సవాలు, ఇది RF సెమీకండక్టర్ ప్రదేశంలో R & D ఆసక్తులను సంగ్రహించడం కొనసాగిస్తుంది.

EV లు మరియు HEV లలో పవర్ ఎలక్ట్రానిక్ మాడ్యూల్స్ యొక్క అనువర్తనాలు అధిక డిమాండ్ కలిగి ఉన్నాయని మరియు వాటి పనితీరు వోల్టేజ్- మరియు పనితీరు-ఆధారిత ఆవిష్కరణలపై మాత్రమే ఆధారపడి ఉంటుందని వాస్తవం పదేపదే హైలైట్ చేస్తుంది. నిర్మాణ మరియు రూపకల్పన సాంకేతిక మెరుగుదలల పరంగా స్థిరమైన పుష్ హైబ్రిడ్ మరియు స్వచ్ఛమైన / బ్యాటరీ ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలలో RF పరికరాల యొక్క ఓర్పు, విశ్వసనీయత మరియు ఉష్ణ నిరోధకతను నిర్ధారిస్తుంది.

ప్యాకేజింగ్ సవాళ్లు దృష్టిని ఆకర్షిస్తున్నాయి

చుట్టుపక్కల ఎలక్ట్రానిక్ భాగాల వక్రీకరణ EV డిజైన్లలోని RF సెమీకండక్టర్ పరికరాల యొక్క అనుకూలతను సవాలు చేసే మరో అంశం అయితే, EMC (ఎపోక్సీ మోల్డింగ్ సమ్మేళనం) సెమీకండక్టర్ ప్యాకేజింగ్ పరిశోధన యొక్క అత్యంత లాభదాయకమైన ప్రాంతంగా అవతరించింది, ఎందుకంటే ఇది పొరుగు ఎలక్ట్రానిక్ భాగాలకు భంగం కలిగించకుండా ఆపరేషన్‌ను అనుమతిస్తుంది.

అంతేకాకుండా, ఓవర్‌మోల్డ్ ఆర్‌ఎఫ్ పవర్ మాడ్యూల్స్ ఇప్పటికే సమీప భవిష్యత్తులో ప్రధాన స్రవంతిగా గుర్తించబడుతున్నప్పటికీ, థర్మల్ మేనేజ్‌మెంట్ పరంగా మెరుగుదల కోసం డిజైన్లకు ఇప్పటికీ అవకాశం ఉంది. ఆర్‌ఎఫ్ సెమీకండక్టర్ ల్యాండ్‌స్కేప్‌లోని ప్రముఖ కంపెనీలు ఎలక్ట్రిక్ వాహనాల్లో వాడకానికి మెరుగైన విశ్వసనీయతను సాధించడానికి ప్యాకేజింగ్‌కు సంబంధించిన వారి ప్రయత్నాలను విస్తృతం చేయడాన్ని నొక్కి చెబుతున్నాయి.

WBG కి మంచి భవిష్యత్తు - ఏదైనా ఉందా?

SiC యొక్క పరిపక్వత మరియు GaN యొక్క నిరూపితమైన ఆధిపత్యం నేపథ్యంలో, WBG తో సంబంధం ఉన్న విశ్వసనీయత సమస్యలను పరిష్కరించడంలో మార్కెట్ విఫలమవుతోంది, ఇది చివరికి WBG రకం FR సెమీకండక్టర్ల మార్కెట్ ప్రవేశాన్ని దీర్ఘకాలంలో పరిమితం చేస్తుంది. మరింత బలమైన WBG రకం సెమీకండక్టర్ల ఇంజనీరింగ్ సాధించడానికి ఏకైక మార్గం కఠినమైన కార్యాచరణ పరిస్థితులలో వారి వైఫల్య విధానాల గురించి లోతైన అవగాహన. మరింత వినియోగం కోసం వారి విశ్వసనీయతను తిరిగి స్థాపించే ఏ ఖచ్చితమైన వ్యూహాత్మక మద్దతు లేకుండా WBG మార్కెట్లో పరిపక్వతను సాధించవచ్చని నిపుణులు అభిప్రాయపడ్డారు.

ఇండస్ట్రీ యొక్క బెహెమోత్స్ ఏమి ఉన్నాయి

ప్రీమియం సిఐసి మరియు గాన్ ఆర్ఎఫ్ విద్యుత్ ఉత్పత్తులలో నైపుణ్యం కలిగిన యుఎస్-ఆధారిత క్రీ ఇంక్ సంస్థ వోల్ఫ్స్పీడ్ ఇటీవల ఒక కొత్త ఉత్పత్తిని ప్రారంభించింది, ఇది EV డ్రైవ్‌ట్రెయిన్ యొక్క ఇన్వర్టర్ నష్టాలలో 75% కంటే ఎక్కువ తగ్గింపును తెస్తుంది. అటువంటి మెరుగైన సామర్థ్యంతో, ఇంజనీర్లు బ్యాటరీ వినియోగం, పరిధి, రూపకల్పన, ఉష్ణ నిర్వహణ మరియు ప్యాకేజింగ్ పరంగా కొత్తదనం కోసం కొత్త పారామితులను కనుగొనే అవకాశం ఉంది.

ఎలక్ట్రిక్ మరియు హైబ్రిడ్ ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలలో ఇన్వర్టర్ల హై-వోల్టేజ్ సర్క్యూట్రీ చాలా వేడిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు ఈ సమస్యను సమర్థవంతమైన శీతలీకరణ విధానంతో పరిష్కరించాల్సిన అవసరం ఉంది. EV లు మరియు HEV లలో ఆటోమోటివ్ భాగాల మెరుగైన శీతలీకరణను పొందడానికి ఇన్వర్టర్ల పరిమాణం మరియు బరువును తగ్గించడం ముఖ్యమని పరిశోధన మళ్లీ మళ్లీ సిఫార్సు చేస్తోంది.

ఇదే తరహాలో, పరిశ్రమలోని మెజారిటీ నాయకులు (హిటాచీ, లిమిటెడ్, ఉదాహరణకు) ఇన్వర్టర్ ద్రవ్యరాశి మరియు పరిమాణంపై దృష్టి సారించారు, డబుల్ శీతలీకరణ సాంకేతిక పరిజ్ఞానం సహాయంతో ద్రవ లేదా గాలిని నేరుగా కావలసిన అధికంగా చల్లబరుస్తుంది. వోల్టేజ్ RF పవర్ మాడ్యూల్. ఇటువంటి విధానం మొత్తం రూపకల్పన యొక్క కాంపాక్ట్నెస్ మరియు వశ్యతను మరియు తద్వారా విద్యుత్ ఉత్పత్తి నష్టాలను తగ్గించే ప్రయత్నాలకు తోడ్పడుతుంది.

ఎలక్ట్రిక్ వాహనాల్లో ఆర్‌ఎఫ్ పవర్ సెమీకండక్టర్ యొక్క వర్తమానతను పెంచడానికి కాంపాక్ట్ డిజైన్ యొక్క ప్రాముఖ్యత కోసం ఎదురుచూస్తున్నప్పుడు, మిత్సుబిషి యొక్క అల్ట్రా-కాంపాక్ట్ సిఐసి ఇన్వర్టర్ యొక్క ఇష్టాలు ట్రైల్బ్లేజర్‌గా ఉద్భవించాయి. మిత్సుబిషి ఎలక్ట్రిక్ కార్పొరేషన్ ముఖ్యంగా హైబ్రిడ్ EV ల కోసం ఈ అల్ట్రా-కాంపాక్ట్ RF శక్తి ఉత్పత్తిని అభివృద్ధి చేసింది మరియు ఇది ప్రపంచంలోనే అతిచిన్న SiC పరికరం అని పేర్కొంది. ఈ పరికరం యొక్క తగ్గిన ప్యాకేజింగ్ వాల్యూమ్ వాహన లోపలి భాగంలో గణనీయంగా తక్కువ స్థలాన్ని వినియోగిస్తుంది మరియు తద్వారా అధిక ఇంధనం మరియు శక్తి సామర్థ్యాన్ని తగ్గిస్తుంది. పరికరం యొక్క వాణిజ్యీకరణ రాబోయే రెండు సంవత్సరాల్లో is హించబడింది. న్యూ ఎనర్జీ అండ్ ఇండస్ట్రియల్ టెక్నాలజీ డెవలప్‌మెంట్ ఆర్గనైజేషన్ (నెడో, జపాన్) పాక్షికంగా మద్దతు ఇస్తున్న ఈ సంస్థ త్వరలో అల్ట్రా-కాంపాక్ట్ సిఐసి ఇన్వర్టర్ యొక్క భారీ ఉత్పత్తితో ప్రారంభమవుతుంది.

గత సంవత్సరం, పరిశ్రమ యొక్క మొట్టమొదటి విప్లవాత్మక ఫీల్డ్ ప్రోగ్రామబుల్ కంట్రోల్ యూనిట్ (ఎఫ్‌పిసియు) ఒక నవల సెమీకండక్టర్ ఆర్కిటెక్చర్‌గా ప్రారంభించబడింది, ఇది ఎలక్ట్రిక్ మరియు హైబ్రిడ్ ఎలక్ట్రిక్ వాహనాల శ్రేణి మరియు పనితీరును పెంచడానికి కారణమవుతుంది. ఈ RF సెమీకండక్టర్ పరికరం ఫ్రాన్స్ కేంద్రంగా ఉన్న సిలికాన్ మొబిలిటీ చేత రూపొందించబడింది, ప్రస్తుతం ఉన్న EV మరియు HEV టెక్నాలజీలను వారి గరిష్ట సామర్థ్యాన్ని సాధించడానికి వీలు కల్పించే లక్ష్యంతో. ఎఫ్‌పిసియు అభివృద్ధిలో సిలికాన్ మొబిలిటీ యొక్క తయారీ భాగస్వామి అమెరికాకు చెందిన సెమీకండక్టర్ తయారీదారు - గ్లోబల్ఫౌండ్రీస్.

ఆసియా పసిఫిక్ ప్రాంతంలో సర్ఫ్ చేయడానికి RF పవర్ సెమీకండక్టర్ డిమాండ్

శక్తి-సమర్థవంతమైన రవాణాను సాధించడానికి ప్రపంచం తక్కువ కార్బన్ శక్తి వనరులకు వేగంగా మారుతున్నందున, ఒక భవనంలో శక్తి-సమర్థవంతమైన వాహనాలపై కార్బన్ పాదముద్రను తగ్గించే ఒత్తిడి. సుమారు ఒక దశాబ్దం క్రితం భారీ ఉత్పత్తి ప్రారంభించినప్పటికీ, ఇ.వి.ల మార్కెట్ ఇప్పటికే ఐసిఇ (అంతర్గత దహన యంత్రం) పై నడిచే సంప్రదాయ వాహనాల మార్కెట్‌ను మించిపోయింది. మునుపటి విస్తరణ రేటు దాదాపు 10X తరువాత మరియు 2040 చివరినాటికి, మొత్తం కొత్త వాహన అమ్మకాలలో 1/3 ^వ వంతు కంటే ఎక్కువ EV లు లెక్కించబడతాయి.

చైనా అసోసియేషన్ ఆఫ్ ఆటోమొబైల్ తయారీదారుల తాజా డేటా ప్రకారం, 2016 లో మాత్రమే చైనాలో అర మిలియన్లకు పైగా EV లు అమ్ముడయ్యాయి, ఇందులో ప్రధానంగా వాణిజ్య వాహనాలు మరియు బస్సులు ఉన్నాయి. చైనా దీర్ఘకాలంలో EV లకు అతిపెద్ద మార్కెట్‌గా ఉండగా, మొత్తం ఆసియా పసిఫిక్ ప్రాంతంలో EV ఉత్పత్తి రేటు స్థిరంగా ఉంది.

గణనీయంగా అభివృద్ధి చెందుతున్న వినియోగదారు ఎలక్ట్రానిక్స్ పరిశ్రమతో పాటు, ఈ ప్రాంతం EV ల మార్కెట్ యొక్క గణనీయమైన వృద్ధిని సాధించింది, ఇటీవల, తద్వారా RF శక్తి సెమీకండక్టర్ల చొచ్చుకుపోవడానికి బలమైన అవకాశాన్ని సృష్టిస్తుంది, ప్రాధాన్యంగా GaN ఆధారంగా.

RF పవర్ సెమీకండక్టర్ మార్కెట్ యొక్క ప్రపంచ మదింపు సుమారు US $ 12 బిలియన్లు (2018 చివరి నాటికి). 5 జి సాంకేతిక పరిజ్ఞానం ప్రారంభం, వైర్‌లెస్ నెట్‌వర్క్ మౌలిక సదుపాయాలు మరియు ఐయోటి (ఇండస్ట్రియల్ ఇంటర్నెట్ ఆఫ్ థింగ్స్) సాంకేతిక పరిజ్ఞానం, వినియోగదారు ఎలక్ట్రానిక్స్ ల్యాండ్‌స్కేప్ యొక్క సంపన్న దృక్పథం మరియు పెరుగుతున్న ఎలక్ట్రిక్ వెహికల్ (ఇవి) అమ్మకాల నుండి పురోగతి అవకాశాలతో, ఆర్ఎఫ్ పవర్ సెమీకండక్టర్ మార్కెట్ ఆదాయాలు 2027 నాటికి 12% సమ్మేళనం వార్షిక వృద్ధి రేటు వద్ద విస్తరించే అవకాశం ఉంది.

అదితి యాద్వాడ్కర్ అనుభవజ్ఞుడైన మార్కెట్ పరిశోధన రచయిత మరియు ఎలక్ట్రానిక్స్ మరియు సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమపై విస్తృతంగా రాశారు. ఫ్యూచర్ మార్కెట్ అంతర్దృష్టులలో (ఎఫ్‌ఎంఐ), ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఉన్న ఖాతాదారుల అవసరాలను తీర్చడానికి ఆమె ఎలక్ట్రానిక్స్ మరియు సెమీకండక్టర్ పరిశోధన బృందంతో కలిసి పనిచేస్తుంది. ఈ అంతర్దృష్టులు ఎఫ్‌ఎమ్‌ఐ చేత ఆర్ఎఫ్ పవర్ సెమీకండక్టర్ మార్కెట్‌పై ఇటీవలి అధ్యయనం ఆధారంగా ఉన్నాయి .