শক্তি পরিবর্তনের প্রেক্ষাপটে ডায়োড প্রযুক্তির অগ্রগতিগুলি কী কী?

1, উপাদানের বিপ্লব: ওয়াইড ব্যান্ডগ্যাপ সেমিকন্ডাক্টররা পারফরম্যান্স ট্রানজিশন শুরু করে
প্রথাগত সিলিকন-ভিত্তিক ডায়োডগুলি তাদের বস্তুগত ভৌত বৈশিষ্ট্য দ্বারা সীমিত, উচ্চ ভোল্টেজ, উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি এবং উচ্চ তাপমাত্রার পরিস্থিতিতে দক্ষতা এবং নির্ভরযোগ্যতা ভেদ করা কঠিন করে তোলে। সিলিকন কার্বাইড (SiC) এবং গ্যালিয়াম নাইট্রাইড (GaN) দ্বারা উপস্থাপিত ওয়াইড ব্যান্ডগ্যাপ সেমিকন্ডাক্টর উপাদানগুলি তাদের অনন্য শারীরিক সুবিধার সাথে ডায়োড প্রযুক্তির ল্যান্ডস্কেপকে নতুন আকার দিচ্ছে।

সিলিকন কার্বাইড ডায়োডের ভাঙ্গন ক্ষেত্রের শক্তি 2.2MV/সেমিতে পৌঁছায়, যা সিলিকনের 9 গুণ। তাপ পরিবাহিতা 2 গুণেরও বেশি বৃদ্ধি পেয়েছে এবং অপারেটিং তাপমাত্রার উপরের সীমা 200 ডিগ্রি ছাড়িয়ে গেছে। ফটোভোলটাইক ইনভার্টারগুলিতে, উল্লম্বভাবে কাঠামোবদ্ধ SiC PiN ডায়োডগুলি 200A/cm ² এর বেশি বর্তমান ঘনত্ব অর্জন করে এবং গভীর ট্রেঞ্চ এচিং এবং এপিটাক্সিয়াল গ্রোথ টেকনিকের মাধ্যমে রিভার্স রিকভারি টাইম 50 ন্যানোসেকেন্ডে কমে যায়, যা সিলিকন ভিত্তিক ডিভাইসের তুলনায় 80% কম। Sunac পাওয়ারের 1500V ফটোভোলটাইক সিস্টেমকে উদাহরণ হিসেবে নিলে, SiC ডায়োডের ব্যবহার সিস্টেম লস 40% কমায়, 35% শক্তির ঘনত্ব বৃদ্ধি করে এবং একক ওয়াটের খরচ 0.02 ইউয়ান কমায়।

গ্যালিয়াম নাইট্রাইড ডায়োডগুলি তাদের উচ্চতর ইলেক্ট্রন গতিশীলতার কারণে RF ক্ষেত্রে অসামান্য কর্মক্ষমতা প্রদর্শন করে। মিলিমিটার ওয়েভ ফ্রন্ট-5G বেস স্টেশনগুলির শেষ অংশ 24GHz-52GHz ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডে সিগন্যাল সংশোধন করতে GaN Schottky ডায়োড গ্রহণ করে, সিলিকন ডিভাইসের তুলনায় 30% শক্তি খরচ কমায় এবং বেস স্টেশনগুলির বৃহৎ আকারে স্থাপনাকে সমর্থন করে। নতুন শক্তির যানবাহনের ক্ষেত্রে, GaN SiC হাইব্রিড দ্রবণ পরীক্ষাগারে 200kHz উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি প্রোটোটাইপ পরীক্ষা সম্পন্ন করেছে, যার কার্যকারিতা 99.2% অতিক্রম করেছে৷ যদি বাণিজ্যিকীকরণ করা হয়, তাহলে এটি অন-বোর্ড চার্জারগুলির ভলিউম 50% হ্রাসকে প্রচার করবে।

2, স্ট্রাকচারাল ইনোভেশন: থ্রি ডাইমেনশনাল ভার্টিক্যালাইজেশন এবং ন্যানোস্কেল ইন্টিগ্রেশন
নতুন শক্তি ব্যবস্থায় শক্তির ঘনত্বের চূড়ান্ত সাধনার মুখোমুখি, ডায়োড গঠনগুলি দ্বি-মাত্রিক থেকে ত্রিমাত্রিক-মাত্রায় বিবর্তিত হচ্ছে৷ উল্লম্ব কাঠামো বর্তমান পথকে অপ্টিমাইজ করে, পাশ্বর্ীয় ট্রান্সমিশনকে অনুদৈর্ঘ্য ট্রান্সমিশনে রূপান্তর করে, ডিভাইসের কার্যকারিতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করে। উদাহরণস্বরূপ, উল্লম্ব SiC PiN ডায়োডগুলি আল্ট্রা-উচ্চ ভোল্টেজ সরাসরি কারেন্ট ট্রান্সমিশনে হাজার হাজার ভোল্ট বিপরীত ভোল্টেজ সহ্য করতে পারে, যা রূপান্তরকারী স্টেশন উপাদানের সংখ্যা 60% এবং সিস্টেম লস 15% হ্রাস করে।

ন্যানোস্কেল প্রক্রিয়াগুলির একীকরণ প্রযুক্তি ক্ষুদ্রকরণ এবং একীকরণের দিকে ডায়োডগুলির বিকাশকে উত্সাহ দেয়। 7nm প্রক্রিয়ার অধীনে, ডায়োডগুলি ভিন্ন ভিন্ন পদ্ধতিতে ট্রানজিস্টর, ক্যাপাসিটর এবং অন্যান্য ডিভাইসের সাথে একত্রিত হয়, CoWoS এবং InFO-এর মতো উন্নত প্যাকেজিং প্রযুক্তির মাধ্যমে একটি ত্রি-মাত্রিক স্ট্যাক করা কাঠামো তৈরি করে। স্মার্টফোনের পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট চিপে, ন্যানোস্কেল ডায়োডগুলির সাথে একত্রিত পাওয়ার মডিউলটি মিলিসেকেন্ড দ্রুত চার্জিং এবং গতিশীল শক্তি খরচ সামঞ্জস্য অর্জন করে এবং চার্জিং দক্ষতা 98% এর উপরে উন্নত হয়।

3, ফাংশন সম্প্রসারণ: একক ডিভাইস থেকে সিস্টেম সলিউশন পর্যন্ত
ডায়োড প্রযুক্তির অগ্রগতি শুধুমাত্র কর্মক্ষমতা উন্নতিতে প্রতিফলিত হয় না, কিন্তু কার্যকরী একীকরণ এবং সিস্টেম সহযোগিতার ক্ষেত্রেও প্রতিফলিত হয়। ফটোভোলটাইক্সের ক্ষেত্রে, Xinpeng মাইক্রো AP1790 আদর্শ ডায়োড নিয়ন্ত্রক অতি-লো ফরওয়ার্ড ভোল্টেজ ড্রপ (প্রথাগত সমাধানের চেয়ে 60% কম) অর্জনের জন্য বাহ্যিক MOSFETগুলি নিয়ন্ত্রণ করে Schottky বৈশিষ্ট্যগুলিকে অনুকরণ করে এবং উচ্চ তাপমাত্রা এবং উচ্চ চাপে শূন্যের কাছাকাছি পৌঁছে যায়। ফটোভোলটাইক অপ্টিমাইজারে প্রয়োগ করার পর, সিস্টেমের বিদ্যুৎ উৎপাদনের দক্ষতা 8% বৃদ্ধি পেয়েছে এবং তাপমাত্রা বৃদ্ধি 50% কমেছে, উচ্চ বিদ্যুতের ব্যবহার এবং উচ্চ প্রবাহের অধীনে ঐতিহ্যবাহী বাইপাস ডায়োডগুলির কঠিন তাপ অপচয়ের সমস্যাগুলি সমাধান করে।

শক্তি সঞ্চয় ব্যবস্থায়, তাপমাত্রা এবং ভোল্টেজের মতো বাস্তব-সময়ের পরামিতিগুলি নিরীক্ষণ করার জন্য ত্রিমাত্রিক উল্লম্ব কাঠামোর ডায়োডগুলি ইন্টেলিজেন্ট পাওয়ার মডিউলগুলির সাথে একীভূত হয়। উদাহরণস্বরূপ, সিলভার সিন্টারিং, কপার ক্লিপ এবং টপ কুলিং ব্যবহার করে DFN8 × 8 প্যাকেজিং প্রযুক্তি ডায়োডের তাপীয় প্রতিরোধকে 0.35K/W-তে কমিয়ে দেয়, জংশনের তাপমাত্রা 25 ডিগ্রি কমিয়ে দেয়, শক্তি সঞ্চয় বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদলকে পরিবেষ্টিত তাপমাত্রায় পূর্ণ লোডে কাজ করার অনুমতি দেয়, ওজন 63% ডিগ্রী কম করে। এবং সিস্টেম খরচ 0.015 ইউয়ান/ওয়াট কম করে।

4, অ্যাপ্লিকেশন দৃশ্যকল্প গভীরকরণ: নতুন শক্তির সম্পূর্ণ চেইন কভারেজ
ডায়োড প্রযুক্তির অগ্রগতিগুলি নতুন শক্তি শিল্প শৃঙ্খলের বিভিন্ন লিঙ্কগুলিতে গভীরভাবে একত্রিত হয়েছে:

পাওয়ার জেনারেশন শেষ: ফটোভোলটাইক ইনভার্টারে, SiC ডায়োড 1500V সিস্টেম ভোল্টেজ আপগ্রেড সমর্থন করে, একক স্ট্রিং উপাদানের সংখ্যা 30% বৃদ্ধি করে এবং তারের খরচ 20% হ্রাস করে; বায়ু শক্তি রূপান্তরকারীগুলিতে, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি SiC ডায়োডগুলি সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি 100kHz-এ বৃদ্ধি করে এবং ফিল্টারিং উপাদানগুলির আকার 40% কমিয়ে দেয়।
শক্তি সঞ্চয়স্থান শেষ: SiC+GaN হাইব্রিড স্কিম গ্রহণ করার পরে, শক্তি সঞ্চয় বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল করার চার্জিং এবং ডিসচার্জিং দক্ষতা 98.5% এ উন্নত করা হয়েছে, চক্রের আয়ু 10000 বার অতিক্রম করেছে, এবং প্রতি কিলোওয়াট ঘন্টা খরচ 0.03 ইউয়ান দ্বারা হ্রাস করা হয়েছে।
বিদ্যুৎ খরচ: নতুন শক্তির গাড়ির জন্য 800V উচ্চ-ভোল্টেজ প্ল্যাটফর্মের জনপ্রিয়তা 1200V এর উপরে SiC Schottky ডায়োডের চাহিদা বৃদ্ধি করেছে। টেসলা মডেল 3 মোটর কন্ট্রোলারে SiC ডায়োডগুলি গ্রহণ করার পরে, পরিসীমা 10% বৃদ্ধি করা হয়েছে, ওজন 5% দ্বারা হ্রাস করা হয়েছে এবং চার্জ করার সময় 30% দ্বারা সংক্ষিপ্ত করা হয়েছে।
5, শিল্প পরিবেশগত পুনর্গঠন: চীনা উদ্যোগের উত্থান
বৈশ্বিক ডায়োড বাজার "আন্তর্জাতিক জায়ান্টরা উচ্চ পর্যায়ে আধিপত্য বিস্তার করছে-, চীনা কোম্পানিগুলি অগ্রগতি ত্বরান্বিত করছে" এর একটি প্রতিযোগিতামূলক প্যাটার্ন তৈরি করছে৷ Infineon, Anson, এবং অন্যান্য কোম্পানীগুলি তাদের SiC উপাদান গবেষণা এবং উন্নয়ন সুবিধার সাথে উচ্চ-বাজার দখল করে, যখন চীনা কোম্পানিগুলি, নীতি সমর্থন এবং বাজারের চাহিদা দ্বারা চালিত, উল্লম্ব একীকরণের মাধ্যমে একটি সম্পূর্ণ পরিবেশগত চেইন তৈরি করে৷ 2025 সালের মধ্যে, চীনে SiC ডায়োডের বাজার শেয়ার 28% এ পৌঁছাবে এবং ইয়াংজি টেকনোলজি এবং সিলান মাইক্রোইলেক্ট্রনিক্সের মতো কোম্পানিগুলি বিশ্বব্যাপী শীর্ষ পাঁচে প্রবেশ করবে। Sunac এবং BYD-এর মতো সিস্টেম নির্মাতারা 1500V ফটোভোলটাইক সিস্টেমে গার্হস্থ্য ডিভাইসগুলির অনুপ্রবেশের হার 60% অতিক্রম করতে চিপ কোম্পানিগুলির সাথে গভীরভাবে সহযোগিতা করবে।