နိဒါန်း
ပါဝါနည်းပညာသည် ခေတ်မီအီလက်ထရွန်နစ်စက်ပစ္စည်းများ၏ အခြေခံအုတ်မြစ်ဖြစ်ပြီး နည်းပညာတိုးတက်လာသည်နှင့်အမျှ ပိုမိုကောင်းမွန်သော ဓာတ်အားစနစ်စွမ်းဆောင်ရည်အတွက် လိုအပ်ချက်သည် ဆက်လက်မြင့်တက်လျက်ရှိသည်။ ဤအခြေအနေတွင်၊ ဆီမီးကွန်ဒတ်တာပစ္စည်းများ၏ရွေးချယ်မှုသည် အရေးကြီးလာသည်။ သမားရိုးကျ ဆီလီကွန် (Si) တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းကို တွင်တွင်ကျယ်ကျယ် အသုံးပြုနေဆဲဖြစ်သော်လည်း၊ Gallium Nitride (GaN) နှင့် Silicon Carbide (SiC) ကဲ့သို့သော ထွန်းသစ်စပစ္စည်းများသည် စွမ်းဆောင်ရည်မြင့် ပါဝါနည်းပညာများတွင် ပိုမိုထင်ရှားလာပါသည်။ ဤဆောင်းပါးတွင် ပါဝါနည်းပညာ၊ ၎င်းတို့၏ အပလီကေးရှင်းအခြေအနေများနှင့် GaN နှင့် SiC တို့သည် အနာဂတ် ပါဝါစနစ်များတွင် အဘယ်ကြောင့် မရှိမဖြစ် လိုအပ်လာသည်ကို နားလည်ရန် ဤဆောင်းပါးတွင် ဤဆောင်းပါးသည် ကွဲပြားမှုများကို လေ့လာပါမည်။
1. ဆီလီကွန် (Si) — ရိုးရာပါဝါတစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်း
1.1 လက္ခဏာများနှင့် အားသာချက်များ
ဆီလီကွန်သည် ပါဝါတစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းနယ်ပယ်တွင် ရှေ့ဆောင်ပစ္စည်းဖြစ်ပြီး အီလက်ထရွန်နစ်စက်မှုလုပ်ငန်းတွင် ဆယ်စုနှစ်များစွာ အသုံးချခဲ့သည်။ Si-based စက်ပစ္စည်းများသည် ရင့်ကျက်သောကုန်ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်များနှင့် ကျယ်ပြန့်သောအသုံးချပရိုဂရမ်အခြေခံများပါ၀င်ပြီး ကုန်ကျစရိတ်သက်သာပြီး ကောင်းမွန်စွာတည်ဆောက်ထားသော ထောက်ပံ့ရေးကွင်းဆက်ကဲ့သို့ အားသာချက်များကို ပေးဆောင်သည်။ ဆီလီကွန် ကိရိယာများသည် အားကောင်းသော လျှပ်စစ်စီးကူးမှုကို ပြသပြီး ပါဝါနည်းသော လူသုံးအီလက်ထရွန်းနစ်မှသည် စွမ်းအားမြင့် စက်မှုလုပ်ငန်းစနစ်များအထိ ပါဝါအီလက်ထရွန်းနစ် အသုံးချပရိုဂရမ်အမျိုးမျိုးအတွက် သင့်လျော်စေသည်။
1.2 ကန့်သတ်ချက်များ
သို့သော်လည်း ပါဝါစနစ်များတွင် ပိုမိုမြင့်မားသော စွမ်းဆောင်ရည်နှင့် စွမ်းဆောင်ရည်အတွက် လိုအပ်ချက်များ ကြီးထွားလာသည်နှင့်အမျှ ဆီလီကွန်ကိရိယာများ၏ ကန့်သတ်ချက်များသည် ထင်ရှားလာပါသည်။ ပထမဦးစွာ၊ ဆီလီကွန်သည် ကြိမ်နှုန်းမြင့်ပြီး အပူချိန်မြင့်သည့် အခြေအနေများတွင် ညံ့ဖျင်းစွာ လုပ်ဆောင်နိုင်သောကြောင့် စွမ်းအင်ဆုံးရှုံးမှု တိုးလာပြီး စနစ်ထိရောက်မှု လျော့ကျစေသည်။ ထို့အပြင်၊ ဆီလီကွန်၏နိမ့်သောအပူစီးကူးနိုင်မှုသည် ပါဝါမြင့်မားသောအသုံးချပလီကေးရှင်းများတွင် အပူစီမံခန့်ခွဲမှုကိုစိန်ခေါ်စေပြီး၊ စနစ်၏ယုံကြည်စိတ်ချရမှုနှင့် သက်တမ်းကိုထိခိုက်စေသည်။
1.3 လျှောက်လွှာဧရိယာများ
ဤစိန်ခေါ်မှုများကြားမှ၊ အထူးသဖြင့် ကုန်ကျစရိတ်သက်သာသော စားသုံးသူအီလက်ထရွန်နစ်ပစ္စည်းများနှင့် AC-DC ပြောင်းစက်များ၊ DC-DC ပြောင်းစက်များ၊ အိမ်သုံးပစ္စည်းများနှင့် ကိုယ်ပိုင်ကွန်ပျူတာစက်ပစ္စည်းများကဲ့သို့သော ကုန်ကျစရိတ်သက်သာသော စားသုံးသူအီလက်ထရွန်နစ်ပစ္စည်းများနှင့် စီလီကွန်စက်ပစ္စည်းများသည် ရိုးရာအပလီကေးရှင်းများစွာတွင် လွှမ်းမိုးနေဆဲဖြစ်သည်။
2. Gallium Nitride (GaN) — ပေါ်ထွက်လာသော စွမ်းဆောင်ရည်မြင့် ပစ္စည်းတစ်ခု
2.1 လက္ခဏာများနှင့် အားသာချက်များ
Gallium Nitride သည် ကျယ်ပြန့်သော bandgap ဖြစ်သည်။တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းမြင့်မားသောပြိုကွဲမှုနယ်ပယ်၊ အီလက်ထရွန်ရွေ့လျားနိုင်မှုနှင့် ခုခံနိုင်မှုနည်းသော အရာတို့ဖြင့် လက္ခဏာရပ်များ။ ဆီလီကွန်နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက GaN စက်များသည် ပိုမိုမြင့်မားသော ကြိမ်နှုန်းများဖြင့် လည်ပတ်နိုင်ပြီး ပါဝါထောက်ပံ့မှုတွင် passive အစိတ်အပိုင်းများ၏ အရွယ်အစားကို သိသိသာသာ လျှော့ချနိုင်ပြီး ပါဝါသိပ်သည်းဆကို တိုးမြင့်စေပါသည်။ ထို့အပြင်၊ GaN စက်ပစ္စည်းများသည် အထူးသဖြင့် အလယ်အလတ်မှ ပါဝါနိမ့်၊ ကြိမ်နှုန်းမြင့်သော အက်ပ်လီကေးရှင်းများတွင် ၎င်းတို့၏ conduction နည်းပါးခြင်းနှင့် ကူးပြောင်းခြင်းဆုံးရှုံးမှုများကြောင့် ပါဝါစနစ်၏စွမ်းဆောင်ရည်ကို ပိုမိုကောင်းမွန်စေပါသည်။
2.2 ကန့်သတ်ချက်များ
GaN ၏ သိသာထင်ရှားသော စွမ်းဆောင်ရည် အားသာချက်များ ရှိသော်လည်း၊ ၎င်း၏ ထုတ်လုပ်မှု ကုန်ကျစရိတ်မှာ အတော်လေး မြင့်မားနေဆဲဖြစ်ပြီး စွမ်းဆောင်ရည်နှင့် အရွယ်အစားသည် အရေးပါသည့် အဆင့်မြင့် အပလီကေးရှင်းများတွင် အသုံးပြုမှုကို ကန့်သတ်ထားသည်။ ထို့အပြင်၊ GaN နည်းပညာသည် ရေရှည်ယုံကြည်စိတ်ချရမှုနှင့် အစုလိုက်အပြုံလိုက်ထုတ်လုပ်မှု ရင့်ကျက်မှုနှင့်အတူ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှု၏အတော်လေးအစောပိုင်းအဆင့်တွင် ရှိနေသေးသည်။
2.3 လျှောက်လွှာဧရိယာများ
GaN စက်ပစ္စည်းများ၏ ကြိမ်နှုန်းမြင့်မားမှုနှင့် စွမ်းဆောင်ရည်မြင့်မားသောလက္ခဏာများသည် အမြန်အားသွင်းကိရိယာများ၊ 5G ဆက်သွယ်ရေးပါဝါထောက်ပံ့မှုများ၊ ထိရောက်သော အင်ဗာတာများနှင့် အာကာသယာဉ်အီလက်ထရွန်နစ်ပစ္စည်းများအပါအဝင် ထွန်းသစ်စနယ်ပယ်များစွာတွင် ၎င်းတို့၏မွေးစားမှုကို ဖြစ်ပေါ်စေခဲ့သည်။ နည်းပညာတိုးတက်မှုနှင့် ကုန်ကျစရိတ်များ ကျဆင်းလာသည်နှင့်အမျှ GaN သည် ပိုမိုကျယ်ပြန့်သော အသုံးချပရိုဂရမ်များတွင် ပိုမိုထင်ရှားသောအခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်လာမည်ဟု မျှော်လင့်ရသည်။
3. Silicon Carbide (SiC) — ဗို့အားမြင့်အသုံးပြုမှုများအတွက် ဦးစားပေးပစ္စည်း
3.1 လက္ခဏာများနှင့် အားသာချက်များ
Silicon Carbide သည် ဆီလီကွန်ထက် သိသိသာသာ ပိုမိုမြင့်မားသော ကွဲကွင်းမှု၊ အပူစီးကူးမှုနှင့် အီလက်ထရွန် ရွှဲရွှဲအလျင်ရှိသော အခြားကျယ်ပြန့်သော bandgap တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းဖြစ်သည်။ SiC ကိရိယာများသည် ဗို့အားမြင့်ပြီး ပါဝါမြင့်သော အသုံးချပရိုဂရမ်များ အထူးသဖြင့် လျှပ်စစ်ကားများ (EV) နှင့် စက်မှုအင်ဗာတာများတွင် ထူးချွန်သည်။ SiC ၏ မြင့်မားသော ဗို့အားသည်းခံနိုင်မှုနှင့် ကူးပြောင်းမှုနည်းသောဆုံးရှုံးမှုများသည် ၎င်းအား ထိရောက်သော ပါဝါကူးပြောင်းမှုနှင့် ပါဝါသိပ်သည်းဆ ပိုကောင်းအောင်ပြုလုပ်ခြင်းအတွက် အကောင်းဆုံးရွေးချယ်မှုဖြစ်စေသည်။
3.2 ကန့်သတ်ချက်များ
GaN ကဲ့သို့ပင် SiC စက်ပစ္စည်းများသည် ရှုပ်ထွေးသော ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်များဖြင့် ထုတ်လုပ်ရန် စျေးကြီးသည်။ ၎င်းသည် EV ဓာတ်အားပေးစနစ်များ၊ ပြန်လည်ပြည့်ဖြိုးမြဲစွမ်းအင်စနစ်များ၊ ဗို့အားမြင့်အင်ဗာတာများနှင့် စမတ်ဂရစ်ကိရိယာများကဲ့သို့သော တန်ဖိုးမြင့်အက်ပ်လီကေးရှင်းများအတွက် ၎င်းတို့အသုံးပြုမှုကို ကန့်သတ်ထားသည်။
3.3 လျှောက်လွှာဧရိယာများ
SiC ၏ ထိရောက်သော၊ ဗို့အားမြင့်လက္ခဏာများသည် EV အင်ဗာတာများနှင့် အားသွင်းကိရိယာများ၊ ပါဝါမြင့်သော ဆိုလာအင်ဗာတာများ၊ လေစွမ်းအင်စနစ်များနှင့် အခြားအရာများကဲ့သို့ ပါဝါမြင့်မားသော၊ အပူချိန်မြင့်သောပတ်ဝန်းကျင်များတွင် လုပ်ဆောင်နေသော ပါဝါအီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများတွင် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့်အသုံးပြုနိုင်စေသည်။ စျေးကွက်ဝယ်လိုအား ကြီးထွားလာကာ နည်းပညာများ တိုးတက်လာသည်နှင့်အမျှ အဆိုပါနယ်ပယ်များတွင် SiC ကိရိယာများ အသုံးချမှုသည် ဆက်လက် ကျယ်ပြန့်လာမည်ဖြစ်သည်။
4. စျေးကွက်လမ်းကြောင်းကိုလေ့လာဆန်းစစ်ခြင်း။
4.1 GaN နှင့် SiC စျေးကွက်များ လျင်မြန်စွာ တိုးတက်မှု
လက်ရှိတွင်၊ ပါဝါနည်းပညာဈေးကွက်သည် ရိုးရာဆီလီကွန်ကိရိယာများမှ GaN နှင့် SiC စက်ပစ္စည်းများဆီသို့ တဖြည်းဖြည်းပြောင်းလဲလာနေသည်။ စျေးကွက်သုတေသနအစီရင်ခံစာများအရ GaN နှင့် SiC စက်ပစ္စည်းများအတွက်စျေးကွက်သည်လျင်မြန်စွာတိုးချဲ့နေပြီးလာမည့်နှစ်များတွင်၎င်း၏မြင့်မားသောတိုးတက်မှုလမ်းကြောင်းကိုဆက်လက်လုပ်ဆောင်ရန်မျှော်လင့်ထားသည်။ ဤလမ်းကြောင်းသည် အဓိကအားဖြင့် အချက်များစွာဖြင့် မောင်းနှင်သည်-
- **လျှပ်စစ်ယာဉ်များ ထွန်းကားလာခြင်း**- EV စျေးကွက် လျင်မြန်စွာ ကျယ်ပြန့်လာသည်နှင့်အမျှ စွမ်းဆောင်ရည်မြင့် ဗို့အားမြင့် ပါဝါတစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးကိရိယာများ လိုအပ်ချက်သည် သိသိသာသာ တိုးလာပါသည်။ ဗို့အားမြင့်အက်ပလီကေးရှင်းများတွင် ၎င်းတို့၏ သာလွန်ကောင်းမွန်သောစွမ်းဆောင်ရည်ကြောင့် SiC စက်ပစ္စည်းများသည် နှစ်သက်ရာရွေးချယ်မှုဖြစ်လာသည်။EV ဓာတ်အားပေးစနစ်များ.
- **ပြန်လည်ပြည့်ဖြိုးမြဲစွမ်းအင်ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်ရေး**- နေရောင်ခြည်နှင့် လေစွမ်းအင်ကဲ့သို့သော ပြန်လည်ပြည့်ဖြိုးမြဲစွမ်းအင်ထုတ်လုပ်ရေးစနစ်များသည် ထိရောက်သော ဓာတ်အားပြောင်းလဲခြင်းနည်းပညာများ လိုအပ်ပါသည်။ ၎င်းတို့၏ မြင့်မားသော စွမ်းဆောင်ရည်နှင့် ယုံကြည်စိတ်ချရမှုရှိသော SiC ကိရိယာများကို ဤစနစ်များတွင် တွင်ကျယ်စွာ အသုံးပြုကြသည်။
- **လူသုံးအီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများကို အဆင့်မြှင့်တင်ခြင်း**- စမတ်ဖုန်းနှင့် လက်ပ်တော့များကဲ့သို့ လူသုံးအီလက်ထရွန်နစ်ပစ္စည်းများသည် စွမ်းဆောင်ရည်မြင့်မားပြီး ဘက်ထရီသက်တမ်းကြာရှည်မှုဆီသို့ ပြောင်းလဲလာသည်နှင့်အမျှ GaN စက်ပစ္စည်းများကို ၎င်းတို့၏ ကြိမ်နှုန်းမြင့်မားပြီး စွမ်းဆောင်ရည်မြင့်မားသည့်လက္ခဏာများကြောင့် အမြန်အားသွင်းကိရိယာများနှင့် ပါဝါအဒက်တာများတွင် ပိုမိုအသုံးပြုလာကြသည်။
4.2 အဘယ်ကြောင့် GaN နှင့် SiC ကိုရွေးချယ်သနည်း။
GaN နှင့် SiC ကို ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် အာရုံစိုက်မှုမှာ သတ်သတ်မှတ်မှတ် အပလီကေးရှင်းများတွင် ဆီလီကွန် ကိရိယာများထက် ၎င်းတို့၏ သာလွန်ကောင်းမွန်သော စွမ်းဆောင်ရည်ကြောင့် ဖြစ်သည်။
- **ပိုမိုထိရောက်မှု**- GaN နှင့် SiC စက်များသည် ကြိမ်နှုန်းမြင့် နှင့် ဗို့အားမြင့် အပလီကေးရှင်းများတွင် ထူးချွန်ပြီး စွမ်းအင်ဆုံးရှုံးမှုကို သိသိသာသာ လျှော့ချပေးပြီး စနစ်၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်ပေးသည်။ လျှပ်စစ်ကားများ၊ ပြန်လည်ပြည့်ဖြိုးမြဲစွမ်းအင်နှင့် စွမ်းဆောင်ရည်မြင့် လူသုံးအီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများတွင် အထူးအရေးကြီးပါသည်။
- **အရွယ်အစားပိုမိုသေးငယ်**- GaN နှင့် SiC ကိရိယာများသည် ကြိမ်နှုန်းမြင့်မြင့်ဖြင့် လည်ပတ်နိုင်သောကြောင့်၊ ပါဝါဒီဇိုင်နာများသည် passive အစိတ်အပိုင်းများ၏ အရွယ်အစားကို လျှော့ချနိုင်ပြီး အလုံးစုံပါဝါစနစ်အရွယ်အစားကို ကျုံ့သွားစေနိုင်သည်။ လူသုံးအီလက်ထရွန်းနစ်နှင့် အာကာသယာဉ်သုံးပစ္စည်းများကဲ့သို့သော အသေးစားအလတ်စားနှင့် ပေါ့ပါးသော ဒီဇိုင်းများကို တောင်းဆိုသည့် အပလီကေးရှင်းများအတွက် အရေးကြီးပါသည်။
- ** တိုးမြှင့်ယုံကြည်နိုင်မှု**- SiC စက်ပစ္စည်းများသည် အပူချိန်မြင့်သော၊ ဗို့အားမြင့်သောပတ်ဝန်းကျင်များတွင် ထူးခြားသောအပူတည်ငြိမ်မှုနှင့် ယုံကြည်စိတ်ချရမှုကို ပြသသည်၊ ပြင်ပအအေးပေးမှုနှင့် စက်၏သက်တမ်းကို တိုးမြှင့်ရန် လိုအပ်မှုကို လျှော့ချသည်။
5. နိဂုံး
ခေတ်မီပါဝါနည်းပညာ၏ ဆင့်ကဲပြောင်းလဲမှုတွင်၊ ဆီမီးကွန်ဒတ်တာပစ္စည်းရွေးချယ်မှုသည် စနစ်စွမ်းဆောင်ရည်နှင့် အသုံးချမှုအလားအလာတို့ကို တိုက်ရိုက်သက်ရောက်မှုရှိသည်။ ဆီလီကွန်သည် သမားရိုးကျ ပါဝါအသုံးချပလီကေးရှင်းဈေးကွက်ကို လွှမ်းမိုးထားဆဲဖြစ်သော်လည်း GaN နှင့် SiC နည်းပညာများသည် ရင့်ကျက်လာသည်နှင့်အမျှ ထိရောက်သော၊ သိပ်သည်းမှုနှင့် ယုံကြည်စိတ်ချရမှုမြင့်မားသော ဓာတ်အားစနစ်များအတွက် စံပြရွေးချယ်မှုများသည် လျင်မြန်စွာဖြစ်လာပါသည်။
GaN သည် စားသုံးသူကို လျင်မြန်စွာ ထိုးဖောက်ဝင်ရောက်သည်။လျှပ်စစ်ပစ္စည်း၎င်း၏ ကြိမ်နှုန်းမြင့်မားမှုနှင့် စွမ်းဆောင်ရည်မြင့်မားသော လက္ခဏာများကြောင့် ဆက်သွယ်ရေးကဏ္ဍများနှင့် ဆက်သွယ်ရေးကဏ္ဍများတွင် ဗို့အားမြင့်၊ ပါဝါမြင့်သည့်အသုံးချပရိုဂရမ်များတွင် ၎င်း၏ထူးခြားသောအားသာချက်များနှင့်အတူ SiC သည် လျှပ်စစ်ကားများနှင့် ပြန်လည်ပြည့်ဖြိုးမြဲစွမ်းအင်စနစ်များတွင် အဓိကပစ္စည်းဖြစ်လာပါသည်။ ကုန်ကျစရိတ်များ ကျဆင်းလာပြီး နည်းပညာတိုးတက်လာသည်နှင့်အမျှ GaN နှင့် SiC တို့သည် ပိုမိုကျယ်ပြန့်သော အသုံးချပလီကေးရှင်းများတွင် ဆီလီကွန်ကိရိယာများကို အစားထိုးကာ ပါဝါနည်းပညာကို ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုအဆင့်သစ်သို့ မောင်းနှင်ရန် မျှော်လင့်ပါသည်။
GaN နှင့် SiC မှ ဦးဆောင်သော ဤတော်လှန်ရေးသည် ဓာတ်အားစနစ်များကို ဒီဇိုင်းဆွဲသည့်ပုံစံကို ပြောင်းလဲစေရုံသာမက၊ စားသုံးသူ အီလက်ထရွန်းနစ်မှ စွမ်းအင်စီမံခန့်ခွဲမှုအထိ စက်မှုလုပ်ငန်းအများအပြားကို နက်နဲစွာ အကျိုးသက်ရောက်စေကာ ၎င်းတို့အား ပိုမိုထိရောက်မှုနှင့် ပတ်ဝန်းကျင်သဟဇာတရှိသော လမ်းညွှန်ချက်များဆီသို့ တွန်းပို့ပေးမည်ဖြစ်သည်။
စာတိုက်အချိန်- သြဂုတ်-၂၈-၂၀၂၄