Jiangshan Scotech Electrical Co, Ltd
Ang Solid-State Transformer Deployment ay Bumibilis Habang ang China ay Nakakamit ng Mga Pambihirang Pambihirang Pagsulong sa KV-Class SiC Power Device
Dec 01, 2025
Mag-iwan ng mensahe
Dalawang pangunahing pagsulong sa larangan ng malawak na-bandgap semiconductors ang inihayag kamakailan sa China: isang 15 kV bidirectional-pagharang sa SiC power device na binuo ng team ni Dr. Xing Huang sa Pinejade, at isang 10 kV SiC MOSFET na pinagsamang inilabas ng Zhanxin Electronics at Zhejiang University.
Ang mga tagumpay na ito ay nagmamarka ng pagpasok ng China sa internasyonal na nangungunang tier ng kV-class na SiC na teknolohiya at inaasahang makabuluhang mapabilis ang komersyalisasyon ng solid-state transformers (SSTs) sa mga smart grid, AI data center, at renewable energy system.
Pagsira sa Teknikal na Bottleneck ng Mataas na-Voltage na SST
Bilang susunod na-generation na kagamitan para sa mga sistema ng enerhiya sa hinaharap, ang mga SST ay nangangako ng mataas na kahusayan, compact size, at flexible na pamamahala ng enerhiya. Gayunpaman, ang kanilang industriyalisasyon ay matagal nang napipigilan ng mga limitasyon sa pagganap ng mga high-voltage power device.
Ang mga tradisyonal na silicon na IGBT ay hindi nakakatugon sa mga kinakailangan ng SST para sa mataas na boltahe, mataas na dalas ng paglipat, at mababang pagkawala. Ang SiC, na may sampung beses na lakas ng breakdown field ng silicon at likas na mas mababang switching at conduction losses, ay lumabas bilang perpektong materyal para sa kV-class high-voltage applications.
Ang mga kamakailang tagumpay sa 10–15 kV SiC device ay makabuluhang nagpapabuti sa kahusayan ng SST, pinapasimple ang arkitektura ng system, at binabawasan ang gastos-paglalatag ng pundasyon para sa medium-boltahe na pag-deploy ng SST.
15 kV Bidirectional-Blocking SiC Device Pinapasimple ang Medium-Voltage Topologies
Binuo ni Dr. Xing Huang sa panahon ng kanyang panunungkulan sa FREEDM Systems Center, North Carolina State University, ang15 kV SiC devicenagta-target ng matagal na-mga hamon sa medium-mga network ng pamamahagi ng boltahe.
Ang mga komersyal na SiC device na mas mababa sa 3 kV ay nangangailangan ng maraming-level na cascaded H-tulay na configuration upang kumonekta sa 10–35 kV grids. Ito ay humahantong sa:
isang malaking bilang ng mga aparato,
nadagdagan ang pagiging kumplikado ng kontrol,
nabawasan ang pagiging maaasahan ng system.
Ang bagong 15 kV device-na may tunay na bidirectional blocking capability at 15 kV breakdown voltage-ay maaaring direktang mag-interface sa medium-voltage grids na walang multi-stage cascading, na binabawasan ang SST cascading level ng mahigit 80%.
Isang nobelang bidirectional na disenyo ng terminal, na sinamahan ng malawak na pag-aaral ng short-pag-uugali, avalanche breakdown, at mataas na-temperatura na pag-iipon, ay nagbibigay-daan sa ganap na pagiging maaasahan at sumusuporta sa mga hinihinging sitwasyon tulad ng DC fault isolation at HVDC system.
10 kV SiC MOSFET: Malaking Chip Area, High Current, at Mass-Handa na sa Produksyon
Sa ISPSD 2025, ang Zhanxin Electronics at Zhejiang University ay naglabas ng 10 kV SiC MOSFET na tumutugon sa dalawang pangunahing hamon sa industriya: malaking-area wafer fabrication at mataas-voltage conduction loss.
Mga pangunahing highlight ng pagganap:
laki ng chip: 10 mm × 10 mm, isa sa pinakamalaking iniulat sa publiko;
kasalukuyang pagpapadaloy: ~40 A;
breakdown voltage: >12 kV;
tiyak sa-paglaban (Ron.sp):<120 mΩ·cm², approaching theoretical SiC limits;
ginawa sa isang 6-inch na SiC platform na may scalable na mass-production na kakayahan.
Ang device ay gumagamit ng mataas na-energy ion implantation at isang makitid na disenyo ng JFET upang lutasin ang likas na kalakalan-sa pagitan ng mataas na boltahe at mababang resistensya, habang ang mga naka-optimize na istruktura ng terminal ay nagpapabuti ng ani para sa malalaking-area chips.
Pag-enable ng Mga Upgrade sa Mga Smart Grid, AI Data Center, at Renewable
Ang pagkahinog ng mga kV-class na SiC power device ay inaasahang magpapabilis sa paggamit ng SST sa maraming sektor:
Mga Smart Grid
Ang mga SST na gumagamit ng medium-voltage na SiC device ay nagbibigay-daan sa mahusay na AC–high{1}}frequency–DC na conversion, pagpapahusay sa flexibility ng grid at distributed energy integration.
Mga Sentro ng Data ng AI
Ginagawang magagawa ng mga kV-class na SiC na device ang mga arkitektura ng direktang supply ng medium-boltahe.
Maaaring umabot ng 1 MW ang single-rack power density.
Maaaring bumaba ang PUE sa ibaba 1.1.
Ang taunang pagtitipid ng enerhiya para sa mga hyperscale data center ay maaaring umabot sa sampu-sampung milyong kWh.
Renewable Energy
Salamat sa mataas na{0}}dalas na pagganap:
Maaaring bawasan ng mga PV inverters at wind converter ang laki ng filter ng 50%.
bumababa ang gastos ng system ng ~20%;
Ang pagiging maaasahan ay nagpapabuti sa ilalim ng malupit na mga kondisyon sa kapaligiran.
Outlook: Mas Mataas na Boltahe, Mas Mababang Gastos, at Mas Malapad na Deployment
Ang kV-class na SiC device ay inaasahang mag-evolve patungo sa:
mas mataas na breakdown voltage (15 kV+), mas mataas na kasalukuyang rating, at mas mababang pagkawala sa pamamagitan ng trench-gate at advanced na mga teknolohiya sa packaging;
mas mababang gastos sa pamamagitan ng 8-inch SiC wafers at mga pagpapabuti ng ani;
mas malalim na pagsasama sa mga SST para paganahin ang mga makabagong topologies para sa mga smart grid, AI computing cluster, at renewable energy base.
Ang mga pambihirang tagumpay na ito ay nagpapakita ng malakas na momentum sa mataas na-boltahe na SiC ecosystem ng China at nagpapahiwatig ng kritikal na palugit para sa mabilis na industriyalisasyon ng SST.
Magpadala ng Inquiry