Infineon-E-2024年預測-氮化鎵功率半導體 對解決日益增長的能源需求與凈零排放經濟之間的矛盾至關重要_第1頁
Infineon-E-2024年預測-氮化鎵功率半導體 對解決日益增長的能源需求與凈零排放經濟之間的矛盾至關重要_第2頁
Infineon-E-2024年預測-氮化鎵功率半導體 對解決日益增長的能源需求與凈零排放經濟之間的矛盾至關重要_第3頁
Infineon-E-2024年預測-氮化鎵功率半導體 對解決日益增長的能源需求與凈零排放經濟之間的矛盾至關重要_第4頁
Infineon-E-2024年預測-氮化鎵功率半導體 對解決日益增長的能源需求與凈零排放經濟之間的矛盾至關重要_第5頁
已閱讀5頁,還剩19頁未讀 繼續免費閱讀

下載本文檔

版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領

文檔簡介

對解決日益增長的能源需求與凈零排放23作為功率系統和物聯網領域的領導者,英飛凌致力于推動低碳化和數字化以實現凈零排放經濟。氮化鎵我們在氮化鎵技術領域深耕二十逾載,擁有豐富的驅動器IC的電源解決方案)以及各種創新封裝。我們提供的全套組件可用于打造完整的系統解決方案,以縮短產品上市時間,從而更快地為客戶提供更環Johannesschoiswohl博士4現在正處于能源轉型期,我們亟需采取行動以應對全球變暖,確保未來的美好生活。為實現這個目標,我們需要重新思考發電、輸電、電力儲能和用電的方式。能源、經濟和環境之間的關系一直是復雜而多變的。許多可持續發展方面的挑戰都來自于能源需求與效率之間的不協調。據世界氣象組織稱,2023年,全球測量數據顯示二氧化碳濃度達到了400多萬年以來的最高水平,世界經歷了有記錄以來最熱的9月,野火和風暴事件的頻次和強度也創下歷史在應對當今最為緊迫的挑戰時,技術發揮著重要作用。2024年,兩大趨勢將推動電力需求增長并要求2.數字經濟的加速發展和人工智能(AI)帶來的根取決于預測情景,預計全球能源供應將增長31%至電力部門(發電和供熱)產生的二氧化碳排放量約在為交通運輸、數據中心、消費市場和商用市場以及住宅太陽能系統等設計新的功率系統以提高能效并降低成本方面,寬禁帶技術,特別是氮化鎵功率5過去主要以化石燃料作為能源的領域正在朝著電氣化轉型,這日益成為減少二氧化碳排放的關鍵因素。正在邁向電氣化的應用包括道路上的電動汽車、電動公交車和電動卡車,建筑物中的熱泵,以及鋼鐵生產中使用的電爐。從交通、建筑到工業,電力將在各行各業發揮關鍵作用。人們的日常生活將越來越離不開電力能源,電力將在人們的日常生活中起著越來越重要的作用:出行、烹飪、照明、采暖和制冷。由于電能是質量最高、最靈活的能源形態,因此我們可以很容易地將電能轉換為近幾十年來,電力在全球最終能源消費總量中的占比穩步上升,目前已達到20%。未來幾年,其增長速度還將加快。在國際能源署的既定政策情景中,電力占比約為30%,而在2050年實現凈零排放情景中,2050年電力將占最終能源使用量的53%左右。[3]目前,全球電力部門約有30%的電力來自于可再生能源發電(以十億度計)。在國際能源署的既定政策情景中,這一比例預計將增至70%,而在2050年前實現凈零排放情景中,這一比例將高達早在2023年人工智能引發廣泛關注和投入試驗之前,從2012年到2022年,全球范圍內生成的數據量已增長15提高,點播流媒體、視頻會議以及數字商務的業務流程和系統產生的信息量與日俱增,必須為其提供可靠的隨著人工智能的進一步發展,數據驅動型經濟正在被重新定義。在其產生的巨大數據需求面前,過去的數字化轉型在技術、基礎設施和能源等方面構成的壓力不值一提。大多數最為人們熟知的人工智能模型都是在圖形處理器(GPU)芯片上運行,這種芯片的能耗是傳統CPU的10到15倍。雖然很難計算在人工智能模型的訓練和推理中使用GPU在能源方面造成的確切影響,但人們普遍認為,單個生成式人工智能查詢的碳足跡是搜索引擎請求的4倍[7]。相比之下,人們先前擔憂的加密貨幣挖礦和元宇宙對能源和可持續發展的影響只是小問過去,全球能源需求增長意味著產量增加,生產主要使用化石燃料作為能源,這導致二氧化碳排放量隨之增加。但是,通過技術創新可以提高基礎設施、系統和設備(從數據中心到電動汽車、工廠和家居)的能效,以更具可持續性的方式來滿足日益增長的能源需求。此外,可以利用技術來增加可再生能源的供應,預測1:可持續發展日益受重視,推動全球電動汽車進入2024年,全球汽車行業正在經歷重大轉型。汽車制造商正在大幅削減電動汽車成本,而寬禁帶半導體的興起可助力實現高效、強大且從長期看更具成本效益的解決方案。預計在接下來的一年中,將更加重視解決生命周期碳排放問題,從而進一步推2024年,隨著政府和消費者努力減輕氣候變化的影響,電動汽車市場銷售額預計將飆升21%。[8]到2030年,電動汽車銷售額預計將超過全球汽車結束,取而代之的是一個新時期,其發展動力來自對氣候變化的更深刻認識、更清潔的能源以及世界各國政府出臺的嚴格指令。電動汽車電力電子器件的創新對這一轉型至關重要,尤其是碳化硅(SiC)器件在當前和氮化鎵(GaN)器件在未來發揮的關鍵另一方面,800V系統正加快普及,它們可實現更快速的直流充電性能,適用于高端車輛。氮化鎵功率半導體將成為適用于400V系統的經濟劃算的解決方案,并且可以通過多電平拓撲應用于800V系統,從而提供當今流行的硅和碳化硅技術的替代解3.人們越來越關注汽車的“全生命周期”環境影響,包括在行駛途中和在制造過程中產生的排放。氮化鎵等寬禁帶技術有助于實現具有更高效率和更低轉換損耗、更高功率密度、更小尺寸和更輕8數據中心對實時數據洞察的需求和人工智能的快速發展,在數字世界掀起了一場巨大變革,這對當今數據中心面臨的挑戰產生深刻影響,并構成可持續發展的挑戰。麥肯錫預計,到2030年,僅美國市場的數據中心的用電需求隨著生活方式的變化、數字化的發展以及對人工智能持續推進,數據量也在呈指數級增長。與此同時,數據中心的能耗也在大幅增加。據國際能源署(IEA)稱,2022年數據中心的耗電量約占全球總耗電量的2%(=4600億度)[11],其中多達40%的耗電量用于冷卻[12]。這促使人們對替代能源解決方案的需求不斷增中心的電力挑戰,使運營商探索各種旨在提高能效和功率密度,同時改善環境的方案。浸沒式冷卻和人工智能驅動優化等新興技術只能解決部分問題。2024年,數據中心行業高層領導者將對其供應鏈施加更大壓力,要求提供基于氮化鎵的解決方案,采用氮化鎵器件的2.政府的新規定將減少與電能使用效率(PUE)缺陷有關的不利因素[13],并進一步推動數據中心采用氮化鎵技術。雖然PUE指標對能源效率至關重要,但它忽略了服務器電源的功率轉換效率,造成效率低下和廢熱。氮化鎵技術可以實現效率高達96%或更高的AC/DC轉換器,從而新的歐盟法規[14]擴大了包括服務器能效在內的要求,這將加速氮化鎵技術的普及。例如,德國議會(Bundestag)通過了《能效法案》[15],其中規定了數據中心需承擔的一系列能效義務。這些規定及其他3.冷板式液冷技術勢頭正健,今后10年將迅速增長,預計復合年增長率(CAGR)將達到16%[16]。利用這項技術,數據中心集成商和服務器供應商將提高性能輸出,同時通過降低工作溫度,降低冷卻功率要求。除提高系統可靠性之外,在較低溫度下工作還能進一步提升在電源中使用氮化鎵器件帶來的優勢。數據中心電源已經出現了使用諸如氮化鎵器件等的寬禁帶半導體的趨勢,因為它們可以實你知道嗎?……那么,可以節省:……那么,可以節省:2)2015年至2021年全球數據中心用電需求(St太陽能目前,全球電力部門可再生能源發電的占比約為30%[17]。如果我們的目標是建設一個更具可持續性的世界,就必須消除這種不平衡。此外,為確保可靠的電力供應,必須通過更具彈性的系統,哪怕在極端天氣條件下也能供電。在這種情況下,太陽能是實現清潔發電和可靠供電的解決之道。技術創新的力量將推動太陽能產自歐盟(EU)頒布實施《可再生能源指令》(2009/28/EC)以來,可再生能源在歐盟能源消費總量中的占比已從2010年的12.5%增至2022年的23%[18]。歐盟已經認識到需要加快行動,并于2023年修訂了《可再生能源指令(REDIII)》(EU/2018/2001)。該指令設定了對歐盟各國具有約束力的可再生能源總體目標,(EuropeanGreenDeal力爭到2050年成為首個氣候中和的大陸;到203氮化鎵器件是新一代住宅太陽能發電系統的重要組件,可顯著節能、提升性能并促進可再生能源快速普及。基于氮化鎵器件的微型逆變器、優化器和功率調節器將更高效地把儲存在電池中的、來自太陽能電池板的本(LCOE)將進一步下降[20]。因此,隨著世界對能源的基本要求越來越強調更出色的能源獨立性、經濟效2.對輸出功率更大、體積更小、重量更輕的逆變器和功率優化器的需求將增長。這種增長的動力將來源于對更大功率光伏電池板的需求以及更多電池儲能產品,它們需要更大功率的逆變器,而不是并聯多個光伏逆變器。氮化鎵功率半導體可以實現必要的效率,以便同時提高能效、增加輸出功3.隨著太陽能發電帶來的可變性和不可預測性問題得到緩解,可再生太陽能發電將通過智能技術,更廣泛kW)以及集中式電廠級發電系統(數百MW),將為接入電網的城市和農村社區提供更出色的供電可靠性和預測4:消費市場和商用市場的終端用戶體驗將發商用市場和消費市場即將迎來變革性轉變。從2024年底開始,在歐盟范圍內銷售的所有手機、平板電腦和照相機都必須提供USBType-C充電端口[21]。這些進步有望簡化我們的日常生活,通過在高端音響設備中使用氮化鎵元件,制造商能夠實現以前不可能實現的更高水平是朝著USB-C通用充電邁出的重要一步,它不再需要多條充電線,也不必擔心兼容性問題。智能手機、平板電腦、筆記本電腦和游戲設備等都可以用一個氮化鎵充電器來充電,從而使我們的充電體驗更加簡便。我們認為,這一轉變將開啟一個更環保、更便捷的時代,將出現三種用戶類型:使用單端口或多端口充電);圍為65W到330W為游戲設備和其他高強度應用充電的你知道嗎?你知道嗎?如果全球所有的智能手機充電器都使用英飛凌功率器件1…………那么,節省的電量相當于慕尼黑這……那么,節省的電量相當于慕尼黑這樣的大城市的全年居民用電量22.音響行業使用氮化鎵器件作為優于硅器件的解決方案的D類音頻設計的數量將出現拐點。更小巧、更輕便、更高效的系統將給汽車音響帶來諸多優勢,是電動汽車時代的理想選擇。得益于氮化鎵器件,專業音響系統將出現功率高達數千瓦的大功率放大器。消費類高保真音響也將實現更優雅的設計、更卓越的音質。這一輪創新浪潮有望帶來業界十多年來未曾有過的差功率半導體對解決日益增長的能源需求與凈零排放經濟之間的矛盾至關重要。英飛凌的寬禁帶解決方案有助于實現更高效的發電和用電。特別地,氮化鎵器件是在交通運輸、數據中心、太陽能發電以及消費和商用市場推動變革的關鍵。無論是點燃電動汽車的可持續革命的星星之火,還是滿足生成式人工智能與日俱增的用電需求,具有杰出的適應性和效率的氮化鎵器件都標志著向更具彈性和可持續性,技術更先進的未來邁出的Johannesschoiswohl博士[1]E:/atmospheric-co2-reaches-highest-level-in-4-million-years/,2021[2]美國能源信息署EIA:/todayinenergy/detail.php?id=41433,2019[3]IEA:能源信息署《2023年世界能源展望》,巴黎:/reports/world-energy-outlook-2023,許可證:CCBY4.0(報告);CCBYNCSA4.0(附錄A),頁碼:264、276,2023[4]IEA:能源信息署《2023年世界能源展望》,巴黎:/reports/world-energy-outlook-2023,許可證:CCBY4.0(報告);CCBYNCSA4.0(附錄A),頁碼:267、279,2023[5]statista:/statistics/871513/worldwide-data-created/,2023[6]英飛凌計算+IDC:/files/www-content/our-story/trends/files/Seagate-WP-Data-Age2025-March-2017.pdf,2017[7]華盛頓郵報:/business/energy/2023/08/27/bitcoin-s-energy-usage-offersa-lesson-for-ai-s-future/fa3ac166-4527-11ee-b76b-0b6e5e92090d_story.html,2023[8]彭博:/electric-vehicle-market-outlook/),2023[9]RMI:/press-release/evs-to-surpass-two-thirds-of-global-car-sales-by-2030-putting-at-risk-nearly-halfof-oil-demand-new-research-finds/,2023[10]麥肯錫:/industries/technology-media-and-telecommunications/our-insights/investing-in-the-rising-data-center-economy,2023[l1]IEA:/energy-system/buildings/data-centres-and-data-transmission-networks,2023[12]麥肯錫:/industries/technology-media-and-telecommunications/our-insights/investing-in-the-rising-data-center-econom/,2023[l3]EUsciencehub:https://joint-research-centre.ec.europa.eu/jrc-news-and-updates/eu-code-conduct-data-centres-towards-more-innovative-sustainable-and-secure-data-centre-facilities-2023-09-05_en,2023[14]歐盟:https://joint-research-centre.ec.europa.eu/scientific-activities-z/energy-efficiency/energy-efficiency-products/code-conduct-ict/european-code-conduct-energy-efficiency-data-centres_en,2022[15]德國聯邦經濟事務和氣候保護部:https://www.bmwk.de/Redaktion/DE/Pressemitteilungen/2023/09/20230921-bundestag-beschliesst-energieeffizienzgesetz.html,2023[16]IDTechEx:/en/research-article/why-data-centers-adopt-cold-plates-for-liquid-coolingover-immersion/29780#:~:text=Unlike%20immersion%20cooling%2C%20cold%20plate,data%20center%20gradually%20over%20time,2023[17]IEA:《世界能源展望》:/reports/world-energy-outlook-2023,2023[18]歐盟統計局:https://ec.europa.eu/eurostat/en/web/products-eurostat-news/w/ddn-20231222-2,2023[19]歐盟:https://energy.ec.europa.eu/topics/renewable-energy/renewable-energy-directive-targets-and-rules/renewable-energy-targets_en,2023[20]IEA:/reports/renewable-energy-market-update-june-2023/will-solar-pv-and-wind-costs-finallybegin-to-fall-again-in-2023-and-2024,2023[21]歐洲議會:https://www.europarl.europa.eu/news/en/press-room/20220930IPR41928/long-awaited-common-charger-for-mobile-devices-will-be-a-reality-in-2024,2022[22]Futureaudiophile:/what-the-

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

評論

0/150

提交評論