注:PUE是評價(jià)數(shù)據(jù)中心能源效率的指標(biāo),是數(shù)據(jù)中心消耗的所有能源與IT負(fù)載使用的能源之比;它的基準(zhǔn)是2,越接近1表明能效水平越好。
向99%轉(zhuǎn)換效率邁進(jìn) 在知名媒體“行家說三代半”主辦的『2023碳化硅&氮化鎵產(chǎn)業(yè)高峰論壇』上,Qorvo高級應(yīng)用工程師周虎分享道:“以大型數(shù)據(jù)中心為例,若把電源系統(tǒng)的硅功率器件全部替換為碳化硅(SiC),就能帶來0.8個(gè)百分點(diǎn)的整體能效提升。同時(shí),使用SiC功率器件可以在每瓦時(shí)用電量上節(jié)約0.05美元的成本,按照100兆瓦規(guī)模的數(shù)據(jù)中心、運(yùn)行十年時(shí)間來估算,可以節(jié)省多達(dá)700萬美元的運(yùn)營支出?!?/span>
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?對比硅器件,在數(shù)據(jù)中心、服務(wù)器電源中使用SiC功率器件不僅可以提高電源轉(zhuǎn)換效率,還有諸多好處,包括:
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高功率密度 - SiC和Si在相同輸出功率下,SiC電源方案可以采用更高開關(guān)頻率,因此體積更??;或者說相同體積下,SiC電源方案可以提供更高的輸出功率。以數(shù)據(jù)中心運(yùn)營者的角度,購買更少的電源模塊、即可滿足功率需求,而且部署所占用的空間也更小。
- 減少被動(dòng)元器件的體積- 在相同的電路中,SiC方案的拓?fù)淇梢员萐i方案更加簡約,且可以采用更高的開關(guān)頻率。這樣可以減少元器件的數(shù)量、降低拓?fù)涞膹?fù)雜度,或者減少感量/容量,降低BOM成本,也減小了體積。
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自動(dòng)化裝配 - SiC方案的體積更小、更緊湊。以電源生產(chǎn)商的角度,采用SMT生產(chǎn)線的自動(dòng)化裝配方式,有助于提高電源產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和穩(wěn)定性,降低人工成本。
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更好的可靠性- SiC耐壓強(qiáng)度高、熱傳導(dǎo)率高、且開關(guān)速度快、可用于開關(guān)頻率高的應(yīng)用。在相同封裝、相同工況下,SiC器件的芯片溫度比Si器件更容易控制,這也相應(yīng)提高了產(chǎn)品的可靠性等。
在下圖的參考設(shè)計(jì)中,基于Qorvo 750V SiC FET的3.6kW圖騰柱無橋PFC方案可實(shí)現(xiàn)最高99.37%的轉(zhuǎn)換效率,整體尺寸僅為260 x 102 x 60 mm3,具備重量輕、體積小、高功率密度等優(yōu)點(diǎn),可以輕松打造符合80PLUS鈦金電源規(guī)范的高性能產(chǎn)品方案。

Qorvo SiC電源方案布局 Yole Development預(yù)測,SiC功率器件的全球市場規(guī)模有望從2021年的10.9億美元,增長至2027年的62.97億美元,年復(fù)合增長率預(yù)計(jì)達(dá)到34%。 隨著碳化硅材料的興起,Qorvo SiC產(chǎn)品擁有超過20年技術(shù)沉淀的優(yōu)勢正在加速市場轉(zhuǎn)化,幫助客戶獲得商業(yè)成功。周虎表示:“Qorvo攜手產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴,長期聚焦汽車、電池充電、IT基礎(chǔ)設(shè)施、可再生能源、電路保護(hù)等領(lǐng)域的SiC創(chuàng)新應(yīng)用,把握功率半導(dǎo)體技術(shù)的大趨勢,在雙碳的發(fā)展背景下,助力實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的最終目標(biāo)?!?/span>
Qorvo SiC產(chǎn)品系列包括650V/1200V/1700V的SiC二極管、650V/750V/1200V/1700V的SiC JFETs和FETs(采用獨(dú)特的Cascode架構(gòu)),擁有業(yè)界同類產(chǎn)品中最低的導(dǎo)通電阻和最佳的開關(guān)品質(zhì)因數(shù),兼容符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的柵極驅(qū)動(dòng)器,且大多數(shù)已通過AEC-Q101車規(guī)級認(rèn)證。了解更多Cascode架構(gòu)的技術(shù)特性,歡迎點(diǎn)擊往期推文《能效轉(zhuǎn)換節(jié)節(jié)高,不一般的Qorvo SiC FET是怎樣煉成的?》~
行家極光獎(jiǎng)
在『2023碳化硅&氮化鎵產(chǎn)業(yè)高峰論壇』同期的“行家極光獎(jiǎng)”頒獎(jiǎng)典禮上,Qorvo750V第四代SiC FET榮獲【年度優(yōu)秀產(chǎn)品獎(jiǎng)】,以表彰Qorvo在SiC技術(shù)創(chuàng)新方面的實(shí)踐與突破!

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?Qorvo高級銷售經(jīng)理Jacbo Li代表公司領(lǐng)獎(jiǎng)
歡呼撒花,再接再厲!??ヽ(°▽°)ノ?
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當(dāng)轉(zhuǎn)換效率提升到99%以上,數(shù)據(jù)中心會(huì)發(fā)生什么?
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