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用芯參與碳中和!尚陽(yáng)通攜全套高端功率器件助力“雙碳”方案落地

對(duì)眾多身處功率半導(dǎo)體賽道的國(guó)內(nèi)企業(yè)來說,也許從未有哪個(gè)時(shí)刻,能像2022年這樣如此深刻感受到“雙碳”政策所帶來對(duì)該行業(yè)的深層次推動(dòng)力。

日前,為深入落實(shí)黨中央、國(guó)務(wù)院有關(guān)部署,做好科技支撐碳達(dá)峰碳中和工作,科技部等九部門聯(lián)合印發(fā)了《科技支撐碳達(dá)峰碳中和實(shí)施方案(2022—2030年)》(以下簡(jiǎn)稱《實(shí)施方案》)。

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科技部就《實(shí)施方案》的定位、編制原則、重點(diǎn)任務(wù)和貫徹落實(shí)等向業(yè)界做了全面和深刻的解讀。

《實(shí)施方案》的定位與編制原則有三大統(tǒng)籌——統(tǒng)籌當(dāng)前和長(zhǎng)遠(yuǎn)、統(tǒng)籌科技創(chuàng)新與政策創(chuàng)新、統(tǒng)籌科技部門和相關(guān)方面的工作。為確?!秾?shí)施方案》的貫徹落實(shí),文本還列出了重點(diǎn)任務(wù)的十項(xiàng)具體工作。工作內(nèi)容都和功率半導(dǎo)體和新能源科技企業(yè)的發(fā)展愿景息息相關(guān),一系列的頂層設(shè)計(jì)為這些企業(yè)的研發(fā)方向和市場(chǎng)拓展的藍(lán)圖做了系統(tǒng)性規(guī)劃。

《實(shí)施方案》的重點(diǎn)任務(wù)與關(guān)鍵數(shù)據(jù)

在《實(shí)施方案》中,我們可以提取到“2030”和“2060”這兩個(gè)里程碑意義上的時(shí)間節(jié)點(diǎn)。統(tǒng)籌提出支撐2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo)的科技創(chuàng)新行動(dòng)和保障舉措,并為2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)做好技術(shù)研發(fā)儲(chǔ)備,為全國(guó)科技界以及相關(guān)行業(yè)、領(lǐng)域、地方和企業(yè)開展碳達(dá)峰碳中和科技創(chuàng)新工作的開展起到指導(dǎo)作用。

同時(shí),《實(shí)施方案》綱舉目張——其綱領(lǐng)性關(guān)鍵數(shù)據(jù)值得業(yè)界高度關(guān)注,即到2025年實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)行業(yè)和領(lǐng)域低碳關(guān)鍵核心技術(shù)的重大突破,支撐單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)二氧化碳排放比2020年下降18%,單位GDP能源消耗比2020年下降13.5%。尤其值得注意的是,原文文本表述還專門提到,到2030年要“進(jìn)一步研究突破一批碳中和前沿和顛覆性技術(shù)”。

《實(shí)施方案》中的十項(xiàng)具體行動(dòng)都緊密融合了“前沿和顛覆性技術(shù)”的很多應(yīng)用場(chǎng)景和細(xì)分領(lǐng)域,突出代表的是智能電網(wǎng)、新能源發(fā)電(包括但不限于高效硅基光伏電池、高效穩(wěn)定鈣鈦礦電池)、數(shù)據(jù)中心節(jié)能降耗、新能源汽車的發(fā)展等等。

上述應(yīng)用場(chǎng)景無(wú)一例外,都和《實(shí)施方案》中的溫室氣體減排技術(shù)能力提升行動(dòng)互為表里。我們可以選取家電、數(shù)據(jù)中心和新能源汽車這三個(gè)功率半導(dǎo)體大顯身手的應(yīng)用場(chǎng)景做以點(diǎn)帶面式的分析。

燈具照明貼近日常生活,大眾對(duì)此的節(jié)能感知度也相對(duì)較深。以某全球領(lǐng)先的功率半導(dǎo)體廠商為例,該廠用于與T5燈管配套的無(wú)核變壓器方案融合了電子鎮(zhèn)流器對(duì)燈的智能控制,實(shí)踐證明,它能讓T5燈耗電只相當(dāng)于T12燈的30%。

一些國(guó)內(nèi)的功率半導(dǎo)體企業(yè)也在照明節(jié)能領(lǐng)域成效卓著,其中相當(dāng)有代表性的是深圳尚陽(yáng)通科技有限公司,該企業(yè)的第一代超級(jí)結(jié)產(chǎn)品在推出之后,強(qiáng)勢(shì)搶占了全國(guó)LED市場(chǎng)份額的50%以上,幫助合作伙伴實(shí)現(xiàn)節(jié)能每年3億度電,為科技賦能“雙碳”目標(biāo)達(dá)成提供了一個(gè)經(jīng)典范本。目前全世界21%的電量用于照明,先進(jìn)的功率半導(dǎo)體器件可以解決人類耗能總量的4%。

除此之外,輕型車電動(dòng)化需要一整套組合拳來推進(jìn)跨專業(yè)、跨領(lǐng)域深度協(xié)同和融合創(chuàng)新,針對(duì)聚焦能源和排放強(qiáng)度及新能源車生命周期過程中各要素的影響,美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室曾制作了針對(duì)新能源汽車領(lǐng)域的“GREET模型”。模型數(shù)據(jù)顯示基準(zhǔn)年滿足20萬(wàn)km續(xù)駛里程條件下,純電動(dòng)轎車相對(duì)汽油轎車和混合電動(dòng)車的二氧化碳排放量可分別削減33%和18%。未來電動(dòng)汽車因電池研發(fā)的提升,可獲得更高的節(jié)能減排效益,例如2030年純電動(dòng)汽車的二氧化碳排放量可以進(jìn)一步降至126g/km,相對(duì)傳統(tǒng)能源車減排擴(kuò)大至40%。

《實(shí)施方案》中有八次提到“光伏”,可見該產(chǎn)業(yè)上下游對(duì)“雙碳”政策落地的重要作用。國(guó)家“雙碳”利好政策扶植和消費(fèi)者的升級(jí)需求,催生了新能源、光伏、儲(chǔ)能等一批新型產(chǎn)業(yè)的興起。光儲(chǔ)充一體化的發(fā)展促進(jìn)了功率半導(dǎo)體器件性能的提升和新型應(yīng)用場(chǎng)景的不斷導(dǎo)入,再加上第三代半導(dǎo)體材料的大規(guī)模應(yīng)用等多重因素,讓光伏產(chǎn)業(yè)成為《實(shí)施方案》中最具典型的示范性行業(yè)。

尚陽(yáng)通全方位、多角度響應(yīng)國(guó)家“雙碳方案”

成立于2014年的深圳尚陽(yáng)通科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱“尚陽(yáng)通”),目前已經(jīng)成長(zhǎng)為國(guó)內(nèi)高端功率器件的領(lǐng)航者,同時(shí)也是“雙碳”政策下之時(shí)代精神的積極響應(yīng)者。

目前尚陽(yáng)通功率器件產(chǎn)品系列經(jīng)過多年的技術(shù)研發(fā)和市場(chǎng)積累,實(shí)現(xiàn)了性能迭代,為了應(yīng)對(duì)國(guó)家和政府“雙碳”政策向縱深方向發(fā)展,尚陽(yáng)通一直致力于優(yōu)化產(chǎn)品的各項(xiàng)性能指標(biāo),滿足市場(chǎng)對(duì)新形勢(shì)下功率器件的高電流密度和高可靠性的要求。

如前所述,發(fā)展數(shù)據(jù)中心節(jié)能降耗技術(shù),推進(jìn)數(shù)據(jù)中心優(yōu)化升級(jí)是“能源綠色低碳轉(zhuǎn)型支撐技術(shù)”重要組成部分。提升電能利用效率是數(shù)據(jù)中心節(jié)能的關(guān)鍵所在。對(duì)此,尚陽(yáng)通推出的超結(jié)MOS技術(shù),SGTMOS技術(shù),滿足了大型數(shù)據(jù)中心的兩項(xiàng)基本性的高要求,即持續(xù)供電和瞬態(tài)功率循環(huán)的優(yōu)化,而且尚陽(yáng)通設(shè)計(jì)的SiC SBD,繼承了動(dòng)態(tài)上無(wú)反向恢復(fù)的優(yōu)勢(shì),同時(shí)降低了高溫VF特性,可以進(jìn)一步提高電源效率,從客戶反饋來看,尚陽(yáng)通在數(shù)據(jù)中心服務(wù)器中的功率器件,有效的減少了從電網(wǎng)到到服務(wù)器電源和后端的板上電源,最終到CPU的供電鏈條中的能量損耗,為數(shù)據(jù)中心節(jié)能減排增效方案展示了一條可行的路徑選擇。

新能源汽車功率器件也是尚陽(yáng)通重點(diǎn)發(fā)力的賽道之一。功率器件承擔(dān)著汽車電氣化進(jìn)程中控制動(dòng)力系統(tǒng)的任務(wù),其關(guān)鍵性能很大程度上決定著新能源汽車的未來布局。由于“車載”這一特殊的工作環(huán)境,對(duì)功率器件的要求也更加嚴(yán)苛。尚陽(yáng)通在新能源汽車車載OBC領(lǐng)域中,采用的解決方案是前端PFC用了60安培、100安培的650伏特的IGBT,滿足了市場(chǎng)對(duì)車載充電機(jī)越來越高的效率和功率密度需求,助力新能源車在城鄉(xiāng)的市場(chǎng)滲透率。

尚陽(yáng)通在光伏逆變和相關(guān)戶用儲(chǔ)能領(lǐng)域也有著完善的產(chǎn)品序列,可提供IGBT單管和模塊,中低壓SGT MOS和SiC SBD,滿足客戶各功率的產(chǎn)品需求,而且IGBT高性能系列產(chǎn)品具有較低的Vcesat和VF,滿足有功和無(wú)功不同工況的要求,尤其值得稱道的是,尚陽(yáng)通在能源光伏應(yīng)用場(chǎng)景中采用了先進(jìn)的CS Trench IGBT技術(shù),完美的平衡飽和壓降和開關(guān)損耗,為建設(shè)大規(guī)模高效的光伏示范工程做了必要的技術(shù)支撐。

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