2023 он нь цахилгаан электроникийн салбарт хөнгөн цагаан нитрит хавтан, шинэ технологийн IGBT, нарны эрчим хүчний үр ашиг, BESS болон бусад зүйлсийн амжилтыг үзүүлэв! Тэгвэл 2024оны байдлаар эрчимтэй өсөх электроникийн таван чиг хандлагаас:
1. WBG (Өргөн зурвасын хагас дамжуулагч)
Өргөн зурвасын хагас дамжуулагч нь 2-оос 4 эВ хүртэлх зурвасын зайны энергитэй байдаг. 2023 онд AlN (хөнгөн цагаан нитрит) ялтсыг зохион бүтээжээ. 2024 оны эхээр ч гэсэн шинэ хагас дамжуулагч SEG (Semiconductor Epi Graphene) гарчиглаж эхэлсэн. WBG-ийн хагас дамжуулагчийн бүтээн байгуулалтууд нь үйлдвэрлэлийн өртөг багатай, өндөр үр ашигтай цахиурт суурилсан чипээс хамааралтай байдлыг багасгахад чиглэгдэж байна.
Одоогийн үйлдвэрлэлийн гол чиглэл нь SiC (Цахиурын карбид) ба GaN (Галлий нитрит) тул үйлдвэрлэгчид тэдгээрээс хийсэн FET-ийг гаргасан. SiC ба GaN нь 3 эВ орчим зурвасын энергитэй байдаг. WBG хагас дамжуулагч нь өндөр шилжих давтамж, эвдрэлийн хүчдэл, сайжруулсан эрчим хүчний нягт, өргөн зурвасын өргөн, цахиураас илүү үр ашигтай байдаг. WBG хагас дамжуулагчийн хэрэглээнд унтраалгатай тэжээлийн хангамж, RF дохио боловсруулах, өндөр температурт цахилгааны систем орно.
2. Electrification (Цахилгаанжуулалт)
Цахилгаанжуулалт гэдэг нь чулуужсан түлшийг ашигладаг технологийг цахилгаанд суурилсан технологиор солих үйл явц юм. Төхөөрөмж эсвэл технологийн эрчим хүчний гол эх үүсвэр нь цахилгаан болдог. Цахилгаанжуулалт нь нөхөн сэргээгдэх боломжгүй чулуужсан түлшийг хадгалах, хорт утаа ялгаруулалтыг бууруулах уур амьсгалын өөрчлөлтөд чиглэсэн санаачилга юм. Ногоон технологиудыг нэмэгдүүлэхээс гадна цахилгаанжуулалт нь өндөр өртөгтэй чулуужсан түлштэй харьцуулахад системийн зардлыг бууруулдаг. EV (Цахилгаан тээврийн хэрэгсэл) нь цахилгаанжуулалтын хамгийн түгээмэл аргуудын нэг юм.
Цахилгаан эрчим хүчний электроникийн ач холбогдлыг EV болон түүний цэнэглэгчээс харж болно. Цахилгаан эрчим хүчний электрон эд ангиудыг цахилгаан гүйдэл дэх хөдөлгүүрт цахилгаан эрчим хүч дамжуулахад ашигладаг. Мотор драйвер, хянагч, хөрвүүлэгч зэрэг бүрэлдэхүүн хэсгүүд идэвхтэй үүрэг гүйцэтгэдэг. Цахилгаанжуулалт дахь цахилгаан электроникийн бусад цөөн хэдэн жишээ бол ухаалаг сүлжээ, HVDC дамжуулах шугам, сэргээгдэх эрчим хүчний систем юм.
3. Эрчим хүч ба өгөгдлийн шугамыг нэгтгэх
Эрчим хүчний электроникийн мэргэжилтнүүд 2024 онд цахилгаан электроник болон дата шугамын интеграцчилал тренд болно гэж үзэж байна. Цахилгаан электроникийн давтамж үсрэлттэй холбоотой зүйлд “Ярилцах хүч” гэсэн шинэ нэр томьёо дурдсан байна. Ярианы хүч гэдэг нь цахилгаан эрчим хүчийг мэдээллийн дохиогоор суваг дээр дамжуулах явдал юм. Дамжуулалт нь эрчим хүчний систем дэх тогтмол гүйдлийн хөрвүүлэгчээс үүссэн долгионоор дамждаг.
Эрчим хүч болон өгөгдөл дамжуулахыг зөвхөн утастай сүлжээнд хамт хийж болно. PoE (Power over Ethernet) болон PoDL (Power over Data Line)-ийн хэрэглээний гол тохиолдол нь дэд бүтцэд олон кабелийг байрлуулах хэрэгцээг арилгах явдал юм. Технологийн PoE нь эрчим хүч болон өгөгдлийг хамтдаа дамжуулахын тулд IEEE стандартыг дагаж мөрддөг. Энэ үйл явц нь аж ахуйн нэгжийн нэгдсэн холбооны зардлыг эрс бууруулдаг.
4. AI-д зориулсан техник хангамж
AI нь дэлхийн бүх технологийн салбарт чиг хандлагатай байна. AI программ хангамж, ялангуяа хиймэл хиймэл оюун ухаан нь ChatGPT-ийг 2021 онд гаргасны дараа салбарынхны ярианы сэдэв болсон. Хиймэл оюун ухаан техник хангамжид шилжсэн нь хүний анзаарч чадах зүйл биш юм. Их хэмжээний эрчим хүч зарцуулдаг, хөргөлтийн систем шаарддаг хиймэл оюун ухааны чадавхыг дэмжихийн тулд тусгай төрлийн техник хангамж шаардлагатай.
Ажлын ачааллыг ихэсгэдэг гол чипүүдийг AI хагас дамжуулагч гэж нэрлэдэг. AI үйлдлүүд нь CPU-г их хэмжээгээ ачаалуулдаг. Эрчим хүчний хангамжийн хуваарилалт, хүчдэлийн зохицуулалтын шинэчлэл нь хиймэл оюун ухааны чухал хэсэг юм. Үргэлж өсөн нэмэгдэж буй хиймэл оюун ухааны салбарын эрэлт хэрэгцээг хангахын тулд GPU-ийн хэрэгцээ нэмэгдэж байна. AI хагас дамжуулагчийн зах зээл NVIDIA, Microsoft, Google болон олон томоохон байгууллагуудын хувь нэмрийг оруулснаар эрчимжиж байна.
5. Superconducting circuit (хэт дамжуулагч хэлхээ)
Вирусийн LK-99 нь квант технологид ихээхэн найдвар төрүүлсэн. Гэсэн хэдий ч аль ч температурт хэт дамжуулагч шинж чанарыг харуулахгүй байх нь LK-99-ийн зах зээлийг дуусгавар болгосон. Хэзээ нэгэн цагт цахилгаан дамжуулах шугам, илүү сайн квант компьютерт хүрэхийн тулд тасалгааны температурын хэт дамжуулагчийн өрсөлдөөн 3D хавтгай зурвасаар үргэлжилж байна.
Хэт дамжуулагч хэлхээ нь Жозефсоны уулзвар дээр суурилж, тэг эрчим хүчний алдагдлыг санал болгодог. Хэт дамжуулагч хэлхээг хэрэгжүүлэх өөр нэг арга бол квант цэгүүд юм. Квантын цэг нь гаралт болгон гэрлийг ялгаруулдаг нано хэмжээний хагас дамжуулагч талст юм.
Кубитийг хэрэгжүүлэхийн тулд хэт дамжуулагч хэлхээг квант тооцоололд ашигладаг. Энгийнээр хэлбэл, хэт дамжуулагч хэлхээ нь квант тооцоололд кубит шиг ажилладаг. Тооцооллын биттэй адил кубит нь “квант бит” юм. Кубит нь квант механикийн хуулиар харилцан хамаарлын хоёр төлөвтэй.
Дүгнэлт
Электроникийн зах зээлийн үнэлгээ 2023 оны байдлаар 20.83 тэрбум ам.доллар байна. Судалгаагаар CAGR 2032 он хүртэл 5.1%-иар өснө гэж таамаглаж байгаа. 2024 оны эхэн үед SEG (Хагас дамжуулагч Epi Graphene) цахиурын өрсөлдөгч болж байгаа бөгөөд энэ салбар нь 2024 онд үр ашигтай эрчим хүчийг хүргэхийн тулд илүү шинэ технологи, эрчим хүчний зарцуулалтыг бууруулж, авсаархан төхөөрөмжүүд болон илүү үр ашигтай ажиллах болно гэж найдаж болно.
