تحليل سلسلة صناعة أشباه الموصلات: مقدمة لرقائق إدارة الطاقة ومجالات تطبيقها

Jul 19, 2021

ترك رسالة

تحتوي جميع المنتجات والأجهزة الإلكترونية تقريبًا على شرائح لإدارة الطاقة ، لذلك تُعرف شرائح الطاقة أيضًا باسم"؛ القلب"؛ من الأجهزة الإلكترونية. إنها أكبر شريحة سوقية للرقائق التناظرية. وفقًا لسمة جهد الإدخال ، يمكن تقسيم شريحة الطاقة إلى شريحة تحويل AC-DC (AC إلى DC) ورقاقة تحويل DC-DC (DC إلى DC). عادةً ما يكون تحويل التيار المتردد إلى التيار المتردد هو تحويل أنابيب التيار المتردد (220 فولت أو 110 فولت) إلى جهد التيار المستمر المطلوب بواسطة الدوائر الداخلية للمعدات أو المنتجات الإلكترونية ؛ يشير تحويل DC-DC عادةً إلى تحويل سمات أو معلمات مصدر طاقة التيار المستمر ، مثل التحويل التدريجي ، والتصعيد ، والتصعيد ، والتصعيد ، وما إلى ذلك ، لتتناسب مع متطلبات إمداد الطاقة للمعدات أو وحدات الدائرة.


في السنوات الأخيرة ، ازدهرت الصناعة النهائية لرقائق الطاقة ، مما وفر مساحة سوقية واسعة لرقائق الطاقة. على سبيل المثال ، نما الطلب على رقائق الطاقة في إلكترونيات السيارات ومعدات الاتصال والتحكم الصناعي وغيرها من المجالات بسرعة ، كما أن متطلبات أداء الرقائق أعلى. تنتمي رقائق الطاقة التي تم تطويرها وتصميمها وبيعها من قبل المُصدر إلى منتجات الصناعة&متوسطة إلى عالية الجودة. في الوقت الحالي ، يشغل السوق بشكل أساسي عمالقة أجانب مثل Texas Instruments و Analog Devices و Infineon ، كما أن تركيز السوق مرتفع نسبيًا.


ما الفرق بين تطوير شرائح الطاقة في الداخل والخارج؟


فيما يتعلق بالسوق الدولي ، تُظهر بيانات معهد صناعة الاستشراف أن قيمة الإنتاج العالمي لرقائق الطاقة في عام 2018 بلغت 25 مليار دولار أمريكي. في السنوات الأخيرة ، بفضل النمو المستمر للأسواق مثل مركبات الطاقة الجديدة واتصالات 5G ، تطور سوق شرائح الطاقة العالمي بسرعة. تشير التقديرات إلى أن حجم السوق سيصل إلى 56.5 مليار دولار أمريكي في عام 2026 ، بمتوسط ​​معدل نمو مركب سنوي يبلغ 10.69٪.


في السوق المحلية ، تُظهر بيانات شبكة ذكاء الأعمال الصينية أنه في الفترة من 2015 إلى 2019 ، ارتفع سوق شرائح الطاقة في الصين&# 39 ؛ من 52 مليار يوان إلى 72 مليار يوان ، ومن المتوقع أن يتجاوز 78 مليار يوان في عام 2020 ، بمتوسط ​​معدل نمو سنوي مركب يبلغ حوالي 8.5٪. . بدافع عوامل مثل ترقيات الاستهلاك وتطوير تقنيات جديدة ، تظهر وظائف المنتجات الإلكترونية المختلفة في الصين اتجاهاً للتنويع ، والارتقاء يتسارع. يستمر الطلب على رقائق الطاقة في الازدياد. بالإضافة إلى ذلك ، فإن اتجاه إحلال واردات أشباه الموصلات قد أتاح المزيد من فرص التطوير للعديد من شركات الرقائق المحلية.

كأحد المكونات التي لا غنى عنها للمعدات الإلكترونية ، يُظهر طلب السوق على رقائق إدارة الطاقة اتجاه نمو كبير مع النمو المستمر لتطبيقات المصب مثل اتصالات 5G ، والمنازل الذكية ، ومركبات الطاقة الجديدة. المجالات الرئيسية التالية هي التركيز:


1 ، إلكترونيات السيارات


إلكترونيات السيارات هو المصطلح العام لأجهزة التحكم الإلكترونية في جسم السيارة وأجهزة التحكم الإلكتروني في السيارة ، وهي واحدة من مجالات التطبيق المهمة لرقائق الطاقة. مع زيادة إضفاء الطابع الإلكتروني على السيارات ، يتم نقل المزيد والمزيد من المنتجات الإلكترونية في السيارات ، مما يزيد من استهلاك الكهرباء والطاقة وغيرها من طاقة السيارات. لذلك ، فإن السيارات لديها متطلبات صارمة على نحو متزايد بشأن استهلاك الطاقة. تتطلب المنتجات وحدات طاقة صغيرة الحجم وعالية الكفاءة يمكنها إخراج تيارات كبيرة بجهد كهربائي مرتفع.


2 ، التحكم الصناعي


الاسم الكامل للتحكم الصناعي هو التحكم في الأتمتة الصناعية ، والذي يشير إلى استخدام برامج الكمبيوتر والإلكترونيات الدقيقة والتقنيات الإلكترونية والكهربائية لجعل الإنتاج أكثر آلية وفعالية ودقة مع إمكانية التحكم والرؤية. من أجل تحقيق التأثيرات المذكورة أعلاه ، تحتاج معدات التحكم الصناعية إلى نظام طاقة مستقر ، وأجهزة استشعار حساسة ، ونقل فعال للمعلومات ووحدات وظيفية أخرى. يجب أن يكون التشغيل المستقر للنظام أو الوحدة المذكورة أعلاه مجهزًا بشريحة طاقة فعالة وموثوقة.


3 ، معدات الاتصالات


وفقًا لبيانات من وزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات ، بدأ مشغلي الاتصالات الرئيسيين في الصين&في نشر اتصالات 5G في عام 2018 ، وإنشاء محطات قاعدة جديدة. اعتبارًا من 31 ديسمبر 2019 ، بلغ عدد محطات الهواتف المحمولة في الصين حوالي 8.41 مليون ؛ اعتبارًا من 31 ديسمبر 2020 ، بلغ عدد محطات الاتصالات المتنقلة في الصين 9.31 مليون ، بزيادة صافية قدرها 900 ألف لهذا العام ، منها أكثر من 60 محطة قاعدية جديدة لشبكات الجيل الخامس. عشرة آلاف. بالمقارنة مع محطات 4G الأساسية ، تتطلب محطات 5G الأساسية المزيد من الهوائيات ، والهوائيات القابلة للتعديل إلكترونيًا لها متطلبات أعلى للأداء المضاد للتداخل لشريحة الطاقة. تعني الزيادة في عدد محطات الاتصالات الأساسية وعدد هوائيات المحطة الأساسية الفردية أن تطوير صناعة اتصالات 5G في الصين يتطلب تطويرًا متزامنًا لسوق شرائح الطاقة في الصين&# 39 ؛.


4 ، الالكترونيات الاستهلاكية


تشير الإلكترونيات الاستهلاكية إلى المنتجات الإلكترونية التي يستخدمها المستهلكون يوميًا ، مثل أجهزة الكمبيوتر الشخصية والهواتف الذكية وسيارات البطارية وما إلى ذلك


5. الأجهزة المنزلية


تشير الأجهزة المنزلية إلى الأجهزة الكهربائية والأجهزة الإلكترونية المستخدمة في المنازل والأماكن المماثلة ، بما في ذلك التبريد والتنظيف وأدوات المطبخ وأجهزة التدفئة الكهربائية.


نتطلع إلى المستقبل ، الاتجاهات الجديدة في تطوير إمدادات الطاقة الجديدة


مع تزايد شعبية تطبيق التقنيات الجديدة مثل إنترنت الأشياء ، والقيادة الذاتية ، و 5 G ، والذكاء الاصطناعي ، يستمر أداء المنتجات الإلكترونية ذات الصلة في التحسن ، وتستمر التطبيقات في الابتكار. تعتبر رقائق الطاقة أحد المكونات الأساسية للمنتجات الإلكترونية. والحجم والموثوقية والجوانب الأخرى التي تطرح متطلبات أعلى ، يقدم سوق شرائح الطاقة خصائص الطلب المتنوع وتجزئة التطبيقات. أصبح التكامل العالي والجهد العالي والطاقة العالية والموثوقية العالية والاستهلاك المنخفض للطاقة تدريجياً اتجاهات التطور التكنولوجي الرئيسية في صناعة شرائح الطاقة.


1 ، تكامل عالي


تحتاج شريحة الطاقة إلى أن تكون مجهزة بمحاثات طرفية ومكثفات ومكونات أخرى عندما تعمل. لذلك ، فإن عدد المسامير والشكل وعدد وشكل المكونات الطرفية ومنطقة لوحة PCB ونمط التخطيط يحدد حجم وحدة الطاقة. يتطلب اتجاه تطوير الوزن الخفيف وتصغير المنتجات الإلكترونية تكاملًا أعلى ورقائق طاقة أصغر حجمًا.


2 ، الجهد العالي والطاقة العالية


يستمر جهد إمداد الطاقة للمعدات الطرفية في الزيادة ، مما يضع متطلبات أعلى على أداء الجهد الصامد لشريحة الطاقة. نظرًا لأن تكامل الرقائق الرقمية أصبح أعلى وأعلى ، فإن رقائق الطاقة مع طاقة إنتاج طاقة أكبر لها ، والتي أصبحت عاملاً دافعًا آخر لرقائق الطاقة عالية الجهد وعالية الطاقة.


3 ، موثوقية عالية


يكون استهلاك الطاقة للرقاقة كبيرًا عندما تعمل ، وقد تتسبب زيادة التسخين ودرجة الحرارة في حدوث وظيفة غير طبيعية للمواد الداخلية والجهاز ووحدة الدائرة للرقاقة ، مما يؤثر على موثوقية الشريحة. العوامل البيئية أثناء تشغيل الرقاقة ، مثل درجة الحرارة ، والرطوبة ، والاهتزاز ، والتداخل الكهرومغناطيسي ، وما إلى ذلك ، ستؤثر أيضًا على موثوقية الشريحة. لذلك ، فإن شريحة الطاقة هي&مثل ؛ القلب&مثل ؛ للمنتجات الإلكترونية ، وترتبط موثوقيتها ارتباطًا مباشرًا بعمر خدمة المنتجات الإلكترونية. مع تنوع وظائف المنتجات الإلكترونية وتعقيد التطبيقات ، تتطور رقائق إمداد الطاقة باستمرار في اتجاه الموثوقية العالية.


4 ، انخفاض استهلاك الطاقة


يعد استهلاك الطاقة الاحتياطية لشريحة الطاقة مؤشرًا أساسيًا لتقييم أداء شريحة الطاقة. إذا كان استهلاك الطاقة الاحتياطية لشريحة الطاقة مرتفعًا ، فسيؤثر ذلك على عمر بطارية المعدات الإلكترونية التي تعمل بالبطارية &. لذلك ، يعتبر الاستهلاك المنخفض للطاقة اتجاهًا رئيسيًا للتنمية في صناعة شرائح الطاقة.