德國研究者實現能耗減半：可再生能源、電信和照明系統受益于新型半導體材料
2014-07-03 22:09:12 本站原創新型半導體材料意味著個人電腦、平板電視、服務器和電信系統所采用的開關模式電源可降低50%能耗，讓太陽能逆變器變得更加緊湊，成本效益更高。由英飛凌科技股份公司主導的“NeuLand” 研究項目的合作公司開發出高度集成式組件和電子電路，可將電路中的能耗降低35%，這在持續開展的研究活動的測試期間就已實現。NeuLand項目由德國聯邦教研部(BMBF)資助，提供的資金總計約470萬歐元。
能耗減半的關鍵點
能耗減半的關鍵點是采用半導體材料碳化硅(SiC)與硅基氮化鎵(GaN-on-Si)，憑借這些材料的電子屬性可設計出緊湊且高效的功率電子電路。目前英飛凌已在其JFET和600V至1700電壓等級的二極管中使用了碳化硅材料。這些功率半導體主要用于個人電腦或電視的開關模式電源系統以及電機驅動中。今后此類半導體還可能在太陽能逆變器設計中占據重要地位。相應地，今后太陽能逆變器也將獲益匪淺。
在NeuLand項目開始前，碳化硅是非常昂貴的一種晶圓材料。得益于NeuLand研究項目的開展，現在生產碳化硅的廠商增加，相關的可行應用也在增多。該項目的合作公司已展示出功率電子的效率可通過使用碳化硅和氮化鎵基組件得以提高至少三分之一。例如，太陽能逆變器因材料成本大幅降低而受益，同時其效率絲毫未受影響，這使其具有更高的性價比。不過，相關結果也顯示碳化硅組件的成本在太陽能逆變器大規模應用中將需要進一步降低，對于氮化鎵基組件需要對其可靠性、使用壽命和成本做進一步深入研究。
AIXTRON為半導體生產提供設備，晶圓生產商SiCrystal已投入碳化硅的生產。而半導體生產商英飛凌則對功率半導體器件和碳化硅及氮化鎵基組件的生產流程展開研究，SMA太陽能科技公司則提供太陽能領域的系統技術專業知識。通過NeuLand項目，各個合作伙伴在涵蓋價值創造鏈的一大領域、面向未來的碳化硅和氮化鎵技術上得以進一步提升他們在各自領域的專業水準。
NeuLand是源自德語的縮略詞，代表“基于寬帶隙復合半導體的高能效和高成本效益型創新功率器件”。該研究項目為期三年，由BMBF資助，是德國聯邦政府項目“IKT 2020 ——創新研究”中“能效提升型功率電子”(LES)倡議的組成部分。IKT 2020項目的目標是進一步提升德國在電子技術領域的領導地位。
