企业｜电气化时代，效率提升1%意味着什么？

随着对化石燃料的摆脱以及人工智能和电动汽车的需求增长，本十年能源消耗将呈指数级增长：根据预测，到2030年，全球电动汽车的耗电量将达到1150TWh；随着人工智能行业的进一步增长，到2026年，数据中心的用电量将达到1000TWh。那么问题来了，电力真的够吗？

或许，我们也可以换一种思路，是否可以用更高效的能源解决方案，让有限的电力发挥出更大的价值？答案是肯定的。例如，以碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）为代表的宽禁带半导体可以实现更高的功效、更小的尺寸、更轻的重量、以及更低的总成本，成为电源产品效率提升的选择。

从全球范围内来看，效率提升1%意味着什么？我们可以看几组数据：电机消耗了全球50%的电力，而1%的效率改进，能帮助全球每年节约近190亿美元；电动汽车在2024到2030年期间，预计整体行驶里程将实现6%以上的增长，若每次充电后续航里程提升1%，每年可增加超过40亿英里以上的续航；2023年，数据中心的电力消耗达到了460TWh左右，1%的电源节约能为全球能带来每年超过6.53亿美元的电力成本的节约。

帮助用户实现能源和生产效率的进一步提升，安森美就是其中的一员。

安森美是1999年从摩托罗拉分拆的业务，至今已经有25年的发展历史，拥有多元的产品组合，包括强大的智能电源产品和智能感知解决方案，在工业、汽车、能源基础设施等诸多领域有着广泛的应用。2023年，安森美整体的交付量达到500亿颗，总体营收达到83亿美元。值得一提的是，2022年5月，安森美被录入《财富》美国五百强企业，2023年6月被纳入纳斯达克100指数。

近日，安森美发布了最新一代碳化硅技术平台EliteSiC M3e MOSFET，涵盖现有已知碳化硅解决方案的应用，并且能有效实现导通损耗以及开关损耗的最低化。例如，在逆变器中，通过使用该产品，可以将损耗降低30%，产品性能可以得到进一步提升。

在当前汽车行业，如何帮助客户达成更高能效以延长续航里程并减少充电频率，以及以更高功率直流充电桩和高效的车载充电器缩短充电时间，提高用户体验，对于加快市场采用电动汽车至关重要。由于能够在更高的开关频率和电压下运行，EliteSiC M3e MOSFET平台可有效降低电源转换损耗，是电动汽车动力系统、直流快速充电桩和储能方案等广泛应用的理想选择。

在近日的深圳国际电力元件、可再生能源管理展览会（PCIM Asia 2024）上，安森美展出了用于汽车电动化、48V系统、车身电子、能源基础设施、AI数据中心和工业电机控制等领域的半导体解决方案。同时展出的还有SiC产品墙、机械臂大转盘以及汽车线传操控系统。

安森美是全球少数能提供从衬底到模块的端到端SiC方案供应商，可提供先进的SiC、SiC/Si混合和IGBT模块技术，以及广泛的分立器件、栅极驱动器等周边器件。作为本次展览现场的亮点之一，SiC产品墙全方位展示了安森美在SiC领域的绝对优势与市场领先地位。

值得一提的是，本次PCIM Asia上，安森美还推出了FS7功率模块（PIM），是安森美混合功率模块产品当中的一员。这些产品在F5BP封装中结合了碳化硅和硅产品，可帮助组串逆变器以及储能系统实现功率输出的进一步增大。和前几代产品相比，它在不增加尺寸和重量的情况下能够提供更高的功率密度和更高的系统效率。

安森美电源方案事业群资深产品专家Mrinal Das博士

谈及目前汽车市场碳化硅功率器件渗透率还不够高的瓶颈，安森美电源方案事业群资深产品专家Mrinal Das博士表示，目前市场渗透率增长最大的阻碍就在于成本。降低成本主要有两个措施，一是通过创新进一步优化碳化硅晶圆单位面积上的功率产出；二是通过增加晶圆的直径，在相同的制程中可以实现两倍裸片的印刷，增加产能。

“安森美系统性的解决方案可以在碳化硅的部件价格相对高的情况下，仍然能保持系统整体性价比。碳化硅在高电压的工业元件方面表现的效果会更好，我们相信未来，随着碳化硅技术的应用会越来越多，渗透率会进一步增强。”安森美亚太区应用工程技术总监Hector Ng补充道。

安森美电源方案事业群工业电源方案产品营销总监Ajay Sattu

“除了汽车领域，直流快速充电桩、储能、太阳能等领域也会进一步推动碳化硅业务的快速发展。此外，AI数据中心中的UPS、电源装置也是碳化硅业务的增长引擎。”安森美电源方案事业群工业电源方案产品营销总监Ajay Sattu表示，“2023年，安森美碳化硅业务达到了4倍以上的增长。未来的增长主要取决于终端市场的需求，但不管市场瞬息万变，安森美的目标是实现市场基数两倍以上的增长。”技术迅猛发展的同时，对全球气候也会产生影响。如果沿着原有的能源轨迹继续前进，留给我们的时间不多了。“高效的电源以及智能的IC已经不是可选项，而是必选项。”安森美模拟与混合信号事业群战略业务发展副总裁Auggie Djekic表示，“当全球各地携手构建可持续发展的更美好未来的时候，我们也要清楚地意识到，在能源效率和可持续方面所要面临的挑战。”

安森美模拟与混合信号事业群战略业务发展副总裁Auggie Djekic

从人工智能到数据中心，从电动汽车到工业自动化及移动机器人，安森美内部强大的技术融合帮助用户以有效的方法进一步处理电力以及电源等相关信息。有线连接及电气架构向区域架构转型，也可以进一步地提高电动车的可持续性，包括续航里程方面的性能，提升车辆的效率和可持续性。“节约能源和提高能源效率在每个方面都有其重要意义。”Auggie Djekic说道。

来源：荣格-《国际汽车设计及制造》

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