الكلمة الرئيسية لـ PCIM
شنغهاي، 25 سبتمبر 2025 - في تمام الساعة 11:40 صباحًا اليوم، في منتدى تكنولوجيا PCIM Asia 2025 في القاعة N4 بمركز شنغهاي الدولي للمعارض الجديد، ألقى السيد تشانغ تشينغتاو، نائب رئيس شركة شنغهاي YMIN للإلكترونيات المحدودة، كلمة رئيسية بعنوان "التطبيقات المبتكرة للمكثفات في حلول أشباه الموصلات من الجيل الثالث الجديد".
ركز الخطاب على التحديات الجديدة التي تفرضها تقنيات أشباه الموصلات من الجيل الثالث، مثل كربيد السيليكون (SiC) ونيتريد الغاليوم (GaN)، على المكثفات في ظل ظروف تشغيل قاسية، كالترددات العالية والجهد العالي ودرجات الحرارة المرتفعة. وقدّم الخطاب عرضًا منهجيًا للإنجازات التقنية التي حققتها مكثفات YMIN، بالإضافة إلى أمثلة عملية على كيفية تحقيقها لكثافة سعة عالية، ومقاومة مكافئة متسلسلة منخفضة، وعمر افتراضي طويل، وموثوقية عالية.
النقاط الرئيسية
مع الانتشار السريع لأجهزة كربيد السيليكون (SiC) ونيتريد الغاليوم (GaN) في مركبات الطاقة الجديدة، وتخزين الطاقة الكهروضوئية، وخوادم الذكاء الاصطناعي، ومصادر الطاقة الصناعية، وغيرها من المجالات، أصبحت متطلبات الأداء للمكثفات الداعمة أكثر صرامة. لم تعد المكثفات مجرد عناصر داعمة، بل أصبحت الآن "المحرك" الأساسي الذي يحدد استقرار النظام وكفاءته وعمره الافتراضي. من خلال ابتكار المواد، وتحسين الهياكل، وتطوير العمليات، حققت شركة YMIN تحسينات شاملة في المكثفات عبر أربعة أبعاد: الحجم، والسعة، ودرجة الحرارة، والموثوقية. وقد أصبح هذا الأمر بالغ الأهمية للتنفيذ الفعال لتطبيقات أشباه الموصلات من الجيل الثالث.
التحديات التقنية
1. حلول تزويد الطاقة لخوادم الذكاء الاصطناعي · بالتعاون مع نافيتاس غان. التحديات: التبديل عالي التردد (>100 كيلوهرتز)، تيار التموج العالي (>6 أمبير)، وبيئات درجات الحرارة العالية (>75 درجة مئوية). الحل:سلسلة IDC3مكثفات إلكتروليتية منخفضة المقاومة المكافئة التسلسلية (ESR)، حيث تبلغ المقاومة المكافئة التسلسلية ≤ 95 ملي أوم، وعمرها الافتراضي 12000 ساعة عند درجة حرارة 105 درجة مئوية. النتائج: انخفاض بنسبة 60% في الحجم الكلي، وتحسين الكفاءة بنسبة 1-2%، وانخفاض درجة الحرارة بمقدار 10 درجات مئوية.
٢. وحدة تزويد الطاقة الاحتياطية NVIDIA AI Server GB300-BBU · بديل لوحدة Musashi اليابانية. التحديات: ارتفاعات مفاجئة في طاقة وحدة معالجة الرسومات، واستجابة سريعة للغاية (بمستوى أجزاء من الثانية)، وتدهور في العمر الافتراضي في البيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة. الحل:مكثفات فائقة مربعة من نوع LICمقاومة داخلية أقل من 1 ملي أوم، مليون دورة شحن، وشحن سريع لمدة 10 دقائق. النتائج: انخفاض في الحجم بنسبة 50-70%، وانخفاض في الوزن بنسبة 50-60%، ودعم طاقة قصوى تتراوح بين 15 و21 كيلوواط.
3. وحدة تزويد الطاقة للسكك الحديدية Infineon GaN MOS480W بديلًا عن Rubycon اليابانية. التحديات: نطاق واسع لدرجة حرارة التشغيل من -40 درجة مئوية إلى 105 درجة مئوية، وارتفاعات مفاجئة في تيار التموج عالي التردد. الحل: معدل تدهور منخفض للغاية في درجة الحرارة <10%، وقدرة تحمل تيار التموج 7.8 أمبير. النتائج: اجتازت بنجاح اختبارات بدء التشغيل عند درجة حرارة منخفضة تصل إلى -40 درجة مئوية واختبارات دورة درجات الحرارة المرتفعة والمنخفضة بنسبة نجاح 100%، ما يفي بمتطلبات صناعة السكك الحديدية لعمر افتراضي يزيد عن 10 سنوات.
4. مركبة الطاقة الجديدةمكثفات وصلة التيار المستمر• متوافق مع وحدة تحكم المحرك بقدرة 300 كيلوواط من شركة ON Semiconductor. التحديات: تردد التبديل > 20 كيلوهرتز، معدل تغير الجهد dV/dt > 50 فولت/نانو ثانية، درجة الحرارة المحيطة > 105 درجة مئوية. الحل: حث مكافئ متسلسل (ESL) < 3.5 نانو هنري، عمر افتراضي > 10000 ساعة عند 125 درجة مئوية، وزيادة في السعة بنسبة 30% لكل وحدة حجم. النتائج: كفاءة إجمالية > 98.5%، كثافة طاقة تتجاوز 45 كيلوواط/لتر، وزيادة في عمر البطارية بنسبة 5% تقريبًا. 5. حل GigaDevice لشحن الأجهزة بقدرة 3.5 كيلوواط. تقدم YMIN دعمًا متعمقًا.
التحديات: تردد تبديل PFC هو 70 كيلو هرتز، وتردد تبديل LLC هو 94 كيلو هرتز - 300 كيلو هرتز، وترتفع تيارات التموج على جانب الإدخال إلى أكثر من 17 أمبير، ويؤثر ارتفاع درجة حرارة القلب بشدة على العمر الافتراضي.
الحل: تم استخدام بنية متوازية متعددة الأطراف لتقليل مقاومة السلسلة المكافئة/الحث المكافئ. وبالجمع بينها وبين وحدة التحكم الدقيقة GD32G553 وأجهزة GaNSafe/GeneSiC، تم تحقيق كثافة طاقة تبلغ 137 واط/بوصة مكعبة.
النتائج: تبلغ ذروة كفاءة النظام 96.2%، ومعامل القدرة 0.999، ونسبة التشوه التوافقي الكلي 2.7%، مما يلبي متطلبات الموثوقية العالية وعمر الخدمة الذي يتراوح بين 10 و20 عامًا لمحطات شحن المركبات الكهربائية.
خاتمة
إذا كنت مهتمًا بالتطبيقات المتطورة لأشباه الموصلات من الجيل الثالث، وترغب في معرفة كيف يمكن لابتكار المكثفات تحسين أداء النظام واستبدال العلامات التجارية العالمية، فيرجى زيارة جناح YMIN، C56 في القاعة N5، لإجراء مناقشة فنية مفصلة!
تاريخ النشر: 26 سبتمبر 2025