📰 碳化硅的希望之一,明年落地的可能性还是有的

随着AI算力需求的快速增长,算力机房的供电系统正在经历从交流到直流、从集中到分布的深层变革。新一代供电系统的核心目标是提升能效和功率密度,主要技术包括高压直流(HVDC)、固态变压器(SST)以及分布式架构,这些技术都在利用碳化硅(SiC)以提高效率和降低损耗。碳化硅材料不仅在功率器件中发挥重要作用,也在散热领域显著提升了芯片的稳定性和寿命。

在散热技术方面,碳化硅作为热界面材料和中介层,能够有效降低冷却能耗。其导热性能优越的复合材料可以将数据中心的冷却能耗减少50%,并提升芯片运行的稳定性。碳化硅在算力基础设施中被视为“效率助推器”和“散热救星”,高效的散热解决方案对于超高功率芯片的应用至关重要。

未来,碳化硅材料的需求将持续上升,尤其是在AI芯片散热领域,其市场前景广阔。然而,当前高昂的成本和全球产能的挑战也需要行业共同努力来解决。随着技术进步与成本降低,碳化硅将在下一代高性能数据中心的演进中发挥更加重要的作用。

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📰 固态变压器功率器件简析—渗透率及方案选择

目前固态变压器(SST)技术正在逐步渗透市场,特别是碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)技术的应用在功率器件中越来越普遍。传统交流不间断电源(UPS)仍主要依赖IGBT,但在2024年以后,SST产品的碳化硅应用预计会加强,未来到2026年,整个功率器件市场的碳化硅渗透率将显著提升。与此同时,OBC和车载DC-DC器件已基本完成从硅基向碳化硅技术的切换。

行业对碳化硅替代IGBT的讨论逐渐升温,尤其在800V高压直流应用背景下。这种转变的必要性源于以应对更高功率密度的需求,研究机构在SST技术上仍面临一定的挑战,如直流保护的产业链尚未成熟。然而,尽管存在技术障碍,SST技术在能效提升和占地面积减少等方面的优越性显示了其未来发展的潜力。

在不同的电力架构中,SST和高压直流方案以其高效能和先进技术展现出颠覆传统的能力。与传统UPS相比,SST架构具备更好的功率提升能力,同时行业也在同步研究碳化硅和氮化镓两种技术路线。未来的发展将取决于技术的成熟和各类市场产品的落地实施。

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📰 国盛证券:AIDC电源管理终极方案 SST产业链上游材料与器件迎来发展机遇_腾讯新闻

国盛证券的研报指出,固态变压器(SST)的普及将推动碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)等宽禁带半导体的需求增长。SiC主要应用于输入端,具有高耐压和优良的热管理能力,而GaN则因其高电子迁移率主要用于输出端。同时,纳米晶和非晶等高性能软磁材料因其优异特性,成为SST磁芯的理想选择。预计未来5-10年,全球固态变压器市场将以年均复合增长率25%-35%快速增长,磁性材料和功率半导体将同步受益。

随着AI算力的爆发,数据中心供电系统面临深刻变革,单机柜功率密度正不断提升,对供电系统的效率和可靠性提出了更高要求。固态变压器凭借其98%以上的系统效率和小于传统方案50%的占地面积,成为下一代IDC供电系统的核心解决方案。英伟达在OCP峰会上发布的800V直流白皮书,进一步确认了SST在新供电架构中的关键作用。

SST的优势在于高效率和小型化。通过高频电力电子变换,SST的系统效率显著高于传统方案,年节省电费可达数千万元。同时,SST采用模块化设计和高频磁材,极大地缩小了体积,节约了机房空间。SST还具备主动灵活性和绿电适配性,能够高效接入可再生能源,提升电网对可再生能源的接纳能力,降低数据中心的运营成本。建议关注相关企业的SST系统与材料的研发进展。

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📰 2022年09月16日 | UPS设计:挑战与考量

不间断电源(UPS)在保护关键信息和设备方面起着至关重要的作用,主要可分为在线式和离线式两种。离线式UPS切换至电池供电的过程需约10毫秒,这限制了其在某些高敏感度应用中的使用。而在线式UPS则实现了零中断切换,能有效应对电源质量问题,提供稳定的电力供应。

模块化UPS因其便捷的扩展能力而受到青睐,能在满足更大用电需求的同时帮助用户节省成本。然而,UPS设计面临众多挑战,如尺寸、输入输出调节能力以及电池管理等。更先进的半导体技术的应用,尤其是高频开关电路,使得UPS的空间占用得以降低,提高了整体效率。

UPS的设计需考虑选择合适的拓扑结构,以优化性能和成本。例如,三电平拓扑在效率和噪声控制方面表现优越,而新型宽禁带器件如碳化硅(SiC)则提升开关频率并降低损耗。安森美的技术白皮书探讨了UPS设计中的各种挑战,强调了新型SiC器件和相关驱动器的重要性。

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