您肯定知道風力發(fā)電是一種可靠的能源,并且已經看到那些帶有緩慢旋轉葉片的大塔。(我對這些塔以及風作為大量穩(wěn)定電力的可行來源有矛盾的感覺,但這是另一天的討論。)
在住宅、商業(yè)、校園甚至電網級別進行更大規(guī)模的儲能是一項挑戰(zhàn),沒有明確的最佳解決方案。選項包括電化學(電池)、勢能(升高的水或重量)、氫(通過燃料電池)、相變材料(熔鹽)和機械功(在巨大的水箱或洞穴中壓縮/減壓空氣)幾種可能性。
無論如何,在衰落一個世紀后,電池又開始受到重視。這一趨勢是在巨額投資的推動下進行的,研究不僅在電動汽車領域展開,還在手機或游戲機等其他重要領域展開。這些蓄能器正在沿著不可思議的道路前進。
隨著我們在日常生活中更多地轉向使用無線產品,電力電子研究同時也在為電動汽車 (EV) 等事物發(fā)展無線充電的新趨勢。許多國家現在正在實施燃油經濟性法規(guī)并推動以電動汽車取代汽油車的舉措;因此,汽車制造商現在非常關注電動汽車的開發(fā)。雖然鋰離子電池和超級電容器等技術進步大有希望,但更平穩(wěn)地向電動汽車過渡的主要要求是基礎設施和合適的快速充電系統(tǒng)的可用性。
眾所周知,隨著汽車智能化和網聯化的演進,汽車上配裝的芯片數量和種類越來越多,但芯片產能并沒有及時跟上,且工業(yè)電源應用、消費電子、電力、通信及其他領域對于半導體產品也存在著巨大的需求。更何況,在去年疫情暴發(fā)后,大量汽車組裝廠關閉,很多車企也誤判了車市復蘇的速度以及對芯片的需求,導致大量芯片資源向筆記本電腦、智能手機等消費電子產品傾斜。再加上車規(guī)級芯片的技術門檻相對較高,生產周期也較長,不可能像口罩等防疫物資一樣快速投產。
在許多較大的系統(tǒng)設計中,通常有多種可能性和方法來提供基本電源。例如,在電力與碳氫化合物之間可能存在基本選擇,然后是更多細節(jié):清除和收獲、太陽能、風能、天然氣、丙烷、甲烷、壓縮空氣……這是一個很長的清單。然而,假設傳統(tǒng)上使用的電源是正確的也是正常的,尤其是當設計團隊對這種方法有一定的經驗時。
無論是運行可穿戴設備還是為電動汽車供電,電池壽命都是讓系統(tǒng)設計師(和消費者)夜不能寐的問題。與電子行業(yè)的所有可比進步相比,電池技術的創(chuàng)新非常緩慢。 在智能手機業(yè)務中,設計工程師花費大量時間和資源來嘗試改進電池管理系統(tǒng) (BMS)。在電池業(yè)務中,即使是微小的改進,研究人員也會不斷地大驚小怪和調整。
關于研究大腦的故事也是一個關于為此設計技術的故事。過去幾十年最成功的神經科學設備之一是神經探針或微小的針狀大腦植入物,它們可以從單個神經元接收信號。記錄大腦活動提供了一個獨特的視角,以了解神經元如何在復雜的電路中進行交流以處理信息和控制行為。最終需要大規(guī)模的錄音來了解大腦的工作原理并開發(fā)更先進的腦機接口。
主導電動汽車市場的競爭取決于電池技術和改進的充電基礎設施,以及標價、軟件更新和造型。正因如此,中國企業(yè)紛紛投入巨資,匹配并超越特斯拉行業(yè)領先的電池技術和制造能力。 特斯拉是否正在努力實現每千瓦時 100 美元的電池組成本?
許多年前,我參與了一個項目,在該項目中,主直流電源(一個標準的開放式框架單元)需要以大約 20 A 的電流向機箱相對偏遠的部分提供 5 V 電壓。由于用作電源路徑一部分的 PC 板中的 IR 壓降引起的問題(軌道太薄,使用 1 盎司銅而不是 2 盎司),負載電壓僅為 4.5 V 左右,而規(guī)范稱為對于 5 V ±200 mV。結果,設計的性能不穩(wěn)定且不一致,尤其是在啟動時。
國際固態(tài)電路會議 ( ISSCC ) 是對 CMOS 晶體管縮放的慶?;顒印5谒?ISSCC 全體會議上,TI 的首席技術官 Ahmad Bahai 要求采取不同的觀點。他沒有計算我們可以在微米級 CMOS 中渲染的晶體管數量,而是描述了一系列因素,包括巧妙的設計和專門的封裝。
PCIM Europe 2022 以一系列有趣的行業(yè)突破拉開帷幕,其中包括英飛凌最新的SiC MOSFET 產品組合。這種新型 SiC MOSFET 芯片基于英飛凌最近發(fā)布的先進 M1H SiC MOSFET 技術。最近的進步實現了更大的柵極電壓窗口,從而提高了芯片導通電阻。
Ansys 是一家專門從事結構、流體動力學、電磁和多物理工程仿真的公司,最近與 Electro Magnetic Applications, Inc. (EMA) 合作推出了其 EMA3D Charge 軟件。EMA3D Charge 是一款模擬軟件,可改進從太空探索到汽車和消費電子產品等應用的設計和安全性。
本文分析了高性能肖特基勢壘二極管和 D 型 HEMT 在基于 p-GaN HEMT 的 200-V GaN-on-SOI 智能功率 IC 平臺上的成功協(xié)同集成。這些組件的添加使芯片設計具有擴展的功能和更高的性能,使單片集成 GaN 功率 IC 更進一步。這一成就為更小、更高效的DC/DC 轉換器和 PoL 轉換器 鋪平了道路。
在 2021 年國際電子器件會議 (IEEE IEDM 2021) 上,世界領先的納米電子和數字技術研究和創(chuàng)新中心 imec 展示了高-性能肖特基勢壘二極管和耗盡型 HEMT 在基于 p-GaN HEMT 的 200 V GaN-on-SOI 智能功率集成電路 (IC) 平臺上開發(fā),該平臺在 200 mm 襯底上開發(fā)。添加這些組件可以設計具有擴展功能的芯片并提高性能,從而使單片集成 GaN 功率 IC 更進一步。這一成就為更小、更高效的 DC/DC 轉換器和負載點轉換器鋪平了道路。