电力电子市场: powering技术之轮

简介．．．．

电力电子学是固体电子学在电力转换和控制方面的应用。从第一台大功率电子设备开始1902年采用汞弧阀如今，它们的设计和结构都有了很大的改进。现在，转换是使用半导体开关器件，如二极管、晶闸管，以及功率晶体管，如IGBT。这些器件具有最佳的转发、反向支持、简化的电路和紧凑的设计能力。

电力电子学涉及大量电能的处理，与电子系统相反，电子系统涉及数据和信号的传输和处理。用于调节能量流动的开关电子电路被称为电力电子装置。这些装置在连接电网和可再生能源方面很有用，并用于电动火车、照明和电机驱动。由电力电子设备提供的电机的散热和软启动能够以低成本实现最佳的能源消耗和效率。

这些设备在不同的垂直行业经历了几次升级和发展。电力电子器件中最常见的一种是AC/DC变换器(整流器)它在许多消费电子设备中得到应用，比如个人电脑和电视机。制造商和研究人员正在进行广泛的研发以实现技术进步。智能电网是近年来电力电子领域最大的突破之一。它们有望在电网转型中发挥重要作用。

行业情况

优化能源消耗(减少能源损失)和有效利用可用资源是制造商关注的领域。电力电子行业正在见证更多的投资，以减少能源消耗和提高生产力。制造商目前正在寻找方法来降低沉积材料过程中的复杂性，如氮化镓、碳化硅或砷化镓影响器件生产的硅材料。

硅是制造任何电子设备的重要组成部分，2016年占电力电子市场份额的80.0%以上;然而，近年来，碳化硅已经成为取代硅的主要材料，因为它们有望在电动汽车(ev)，以及相关的基础设施，如充电站。蓝宝石由于其在智能手表、智能可穿戴设备、LED灯和智能手机盖板眼镜中的应用越来越多，在消费电子和电信行业获得了相当大的吸引力。

万事通…

电源集成电路(ic)广泛用于工业、信息通信技术、航空航天和国防领域的功率放大和高频范围应用。就设备类型而言，对分立电力电子设备的需求巨大，混合动力和电动汽车的增长预计将在未来几年推动这一细分市场。功率分立器件还有助于降低能耗，在信息通信技术、汽车、工业以及能源和电力等各个领域都很有用。

尽管预计在预测期内汽车行业将强劲增长，但由于现有发电、输电和配电系统的翻新趋势，电力垂直领域预计将保持其在应用领域的主导地位。现有能源和电力基础设施的各种升级正在帮助电力垂直行业获得最大份额并满足整体需求电力电子市场。然而，如前所述，汽车，特别是电动汽车，已被证明是这些产品的一个有吸引力的部门，预计在未来几年将持续增长。

行业增长背后的因素：

• 使用可再生能源近年来获得了很多关注。与此同时，在电力基础设施行业一直是电力电子市场的主要增长因素。

• 的欧洲委员会是否设定了要实现的目标20%和27%可再生能源占能源消耗总量的比例2020年和2030年而电力电子器件将分别在实现这一目标方面发挥重要作用。

• 电池供电的便携式设备在过去几年中见证了高需求，特别是消费电子和汽车行业看到了非凡的增长，预计这将是市场增长的因素。

• 这些设备可以在极端环境条件下生存，延长寿命，适合坚固的工业应用，并且效率高，可靠性高，这增加了电力电子产品的市场吸引力。

• 全球越来越多的电动汽车的采用增加了对这些产品的需求，因为它们也是汽车的关键部件电动汽车配件。

然而，仍然存在一些障碍。随着设备变得越来越小，越来越薄，制造商们也在继续努力在单个芯片上实现多种功能这导致了复杂性的增加，需要谨慎的方法，以及先进的工具集和强大的方法的存在，这大大增加了电力电子行业的生产成本。还有一个问题是将多个ic集成到一个设备中，这对想要进入市场的竞争对手来说可能是一个挑战。

最近的进展

参与电力电子器件设计和开发的主要公司包括德州仪器公司、瑞萨电子公司、三菱电机公司、意法半导体公司、富士电机公司、高通公司和英飞凌技术公司。这些公司贡献了大部分的市场收入。电力电子市场的竞争对手所关注的一些最新发展包括:

• 罗门哈斯在2020年1月宣布成为集团公司SiCrystal签了多年合同吗碳化硅(SiC)晶圆供应协议与STMicrolelectronics。协议详细规定了……的供应150mm SiC晶圆片价值超过1.2亿美元，由意法半导体公司在5年内完成。

• Qualcomm完成收购瑞丰控股新加坡有限公司是前者和后者的合资企业TDK公司2019年9月。合资企业提供射频前端滤波器使高通能够提供4G/5G RFFE解决方案。

• 2019年6月开始欧洲合作项目“Power2Power”，涉及创新功率半导体的研发，来自8个国家的43个合作伙伴参与其中。德累斯顿英飞凌技术有限公司是项目协调员。

• 2019年3月，德州仪器公司增加了一个智能AC/DC线性稳压器以其大型线性调节器组合，称为TPS7A78。该设备提供效率提高75%和功率密度的两倍一般线性稳压器。

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