OEMs کی ترقی کی حکمت عملی میں اہم کردار ادا کرنے کے لیے EVs کے لیے 800V کی کمرشلائزیشن

OEMs کی ترقی کی حکمت عملی میں اہم کردار ادا کرنے کے لیے EVs کے لیے 800V کی کمرشلائزیشن

ٹائم سٹیمپ: 27 اپریل 2023 صبح 5:57 بجے
ماخذ نوڈ: 2613233

خبریں: مائکروئلیٹرانکس

27 اپریل 2023

نئی انرجی گاڑیوں اور بیٹری ٹیکنالوجی کے عروج کے ساتھ، انڈسٹری چین میں چارجنگ اور بیٹری کی تبدیلی نئی انرجی گاڑیوں کی ترقی کے لیے کمزور روابط بن گئے ہیں۔ تکلیف دہ چارجنگ اور مختصر کروزنگ رینج ایسے زخم بن گئے ہیں جو الیکٹرک گاڑیاں خریدنے والے ہر صارف کو پریشان کرتے ہیں۔

اس تناظر میں، نئی انرجی گاڑیوں کے لیے 800V ہائی وولٹیج چارجنگ ایک توجہ کا مرکز رہی ہے، ریسرچ ان چائنا کی '800V ہائی وولٹیج پلیٹ فارم ریسرچ رپورٹ، 2023' نوٹ کرتی ہے۔ 2022 چین میں 800V ہائی وولٹیج پلیٹ فارم کی ترقی کا پہلا سال تھا۔ خاص طور پر، 800V ہائی وولٹیج پلیٹ فارم ماڈلز کی ایک بڑی تعداد 2023-2024 کے دوران فروخت کی جائے گی۔

موجودہ مرحلے میں، 800V پلیٹ فارمز کو اب بھی "بلند گرج لیکن بارش کے چھوٹے قطروں" کی صورت حال کا سامنا ہے۔ انشورنس ڈیٹا سے پتہ چلتا ہے کہ چین میں 800V پلیٹ فارم کے ساتھ بیمہ شدہ گاڑیاں 10,000 میں اب بھی 2022 یونٹس سے کم تھیں۔ 800V ماڈلز کی جانب سے پیش کردہ کم لاگت کی کارکردگی اور انتہائی تیز رفتار چارجنگ کا تجربہ صارفین کی طرف سے تنقید کی جانے والی بڑی خامیاں ہیں۔

صنعت میں تیزی کے لیے اب بھی اپ اسٹریم میٹریلز اور سسٹمز کی کم لاگت کی ضرورت ہوتی ہے، اور اہم استعمال کے منظرناموں کا احاطہ کرنے کے لیے ڈاون اسٹریم 480kW/500kW الٹرا فاسٹ چارجنگ پائلز کی بتدریج تعیناتی کی ضرورت ہوتی ہے، تاکہ 800V ماڈلز کو مارکیٹ ایکسپلوژن نوڈ میں کھینچا جا سکے جس کے آنے کی توقع ہے۔ 2024 کے بارے میں، بڑے آٹو سازوں کے منصوبوں کے مطابق۔

800V الٹرا فاسٹ چارجنگ کی تعیناتی:

  • Xpeng: G9 کے آرڈر کے ذریعے ٹاپ ٹین شہروں کے لیے، S4 الٹرا فاسٹ چارجنگ اسٹیشنز بنانے پر توجہ دیں۔ 2023 میں، S4 اسٹیشنوں کو اہم شہروں اور اہم شاہراہوں کے ساتھ توانائی کی فراہمی کے لیے استعمال کیا جائے گا۔ یہ اندازہ لگایا گیا ہے کہ 2025 میں، موجودہ خود سے چلنے والے 1000 چارجنگ اسٹیشنوں کے علاوہ، Xpeng مزید 2000 الٹرا فاسٹ چارجنگ اسٹیشن بنائے گا۔
  • GAC: 2021 میں، GAC نے 480kW تک زیادہ سے زیادہ چارجنگ پاور کے ساتھ ایک تیز چارجنگ پائل متعارف کرایا۔ یہ پیش گوئی کی گئی ہے کہ 2025 میں چین کے 2000 شہروں میں 300 سپر چارجنگ اسٹیشن بنائے جائیں گے۔
  • NIO: دسمبر 2022 میں، NIO نے باضابطہ طور پر 500kW کا الٹرا فاسٹ چارجنگ پائل جاری کیا جس میں زیادہ سے زیادہ کرنٹ 660A ہائی پاور چارجنگ کو سپورٹ کرتا ہے۔ 400V ماڈلز کے لیے تیز ترین چارجنگ کا وقت صرف 20 منٹ ہے۔ 800V ماڈلز کے لیے، 10% سے 80% تک تیز ترین چارج میں 12 منٹ لگتے ہیں۔
  • لی آٹو: 2023 میں لی آٹو نے گوانگ ڈونگ میں 800V ہائی وولٹیج سپر چارجنگ پائلز کی تعمیر شروع کر دی ہے، اور اس کا ہدف 3000 میں 2025 سپر چارجنگ سٹیشن بنانا ہے۔
  • Huawei: مارچ 2023 میں، AITO کے لیے خصوصی طور پر 600kW سپر چارجنگ کا ڈھیر بنٹیان اسٹریٹ، شینزین میں Huawei بیس میں سامنے آیا۔ یہ چارجنگ پائل، جس کا نام FusionCharge DC سپرچارجنگ ٹرمینل ہے، سنگل پائل سنگل گن ڈیزائن کو اپناتا ہے۔ مینوفیکچرر Huawei Digital Power Technologies Co Ltd. اس کے بیرونی طول و عرض 295mm (L) x 340mm (W) x 1700mm (H) ہیں، اور پروڈکٹ کا ماڈل DT600L1-CNA1 ہے۔ چارجنگ پائل میں آؤٹ پٹ وولٹیج کی حد 200–1000V، زیادہ سے زیادہ آؤٹ پٹ کرنٹ 600A، زیادہ سے زیادہ آؤٹ پٹ پاور 600kW، اور مائع کولنگ ہے۔

480kW کے الٹرا فاسٹ چارجنگ پائلز کی زیادہ تعمیراتی لاگت کی وجہ سے، عام طور پر، ایک الٹرا فاسٹ چارجنگ اسٹیشن صرف ایک یا دو 480kW سپر چارجنگ پائلز اور کئی 240kW فاسٹ چارجنگ پائلز سے لیس ہوتا ہے، اور متحرک پاور ڈسٹری بیوشن کو سپورٹ کرتا ہے۔ مجموعی طور پر، آٹو سازوں کے منصوبوں کے مطابق، یہ بات قابل فہم ہے کہ 2027 کے آخر میں 800V ہائی وولٹیج پلیٹ فارم ماڈلز کی ملکیت 3 ملین یونٹس تک پہنچ جائے گی۔ 800V سپر چارجنگ اسٹیشنوں کی تعداد 15,000-20,000 ہوگی۔ 480/500kW سپر چارجنگ ڈھیروں کی تعداد 30,000 سے تجاوز کر جائے گی۔

ڈھیروں کو چارج کرنے کے ساتھ ساتھ، 400V سے 800V تک فن تعمیر کے ارتقاء میں، گاڑیوں کی انجینئرنگ کا نفاذ بھی بہت پیچیدہ ہے۔ اس کے لیے سیمی کنڈکٹر ڈیوائسز اور بیٹری ماڈیولز کو الیکٹرک گاڑیوں، چارجنگ پائلز، اور چارجنگ نیٹ ورکس تک پھیلانے والے پورے نظام کو بیک وقت متعارف کرانے کی ضرورت ہے، اور کنیکٹرز کی وشوسنییتا، سائز اور برقی کارکردگی پر اعلیٰ مطالبات پیش کرتے ہیں۔ اس کے لیے مکینیکل، برقی اور ماحولیاتی کارکردگی میں ٹیکنالوجی کی بہتری کی بھی ضرورت ہے۔

ٹائر-1 سپلائرز 800V اجزاء کی مصنوعات کی نقاب کشائی کے لیے دوڑ لگا رہے ہیں۔ 2023–2024 کے دوران دستیاب ہونے والی زیادہ تر نئی مصنوعات

Leadrive ٹیکنالوجی: 2022 میں، Leadrive Technology اور SAIC Volkswagen کی طرف سے مشترکہ طور پر تیار کردہ پہلا سلکان کاربائیڈ (SiC) پر مبنی 'تھری ان ون' الیکٹرک ڈرائیو سسٹم آزمائشی پروڈکشن میں چلا گیا اور اس نے Volkswagen IVET انوویشن ٹیکنالوجی فورم میں ڈیبیو کیا۔ SAIC Volkswagen کے ذریعے تجربہ کیا گیا، Leadrive ٹیکنالوجی کے سلکان کاربائیڈ ECU سے لیس یہ 'تھری ان ون' سسٹم ID.4X ماڈل کی کروزنگ رینج میں کم از کم 4.5 فیصد اضافہ کر سکتا ہے۔ مزید برآں، Leadrive اور Schaeffler مل کر الیکٹرک ڈرائیو اسمبلی مصنوعات تیار کریں گے جس میں 800V SiC الیکٹرک ایکسل بھی شامل ہے۔

وائٹسکو ٹیکنالوجیز: انتہائی مربوط الیکٹرک ڈرائیو سسٹم پروڈکٹ EMR4 کو چین میں بڑے پیمانے پر تیار کیا جائے گا اور 2023 میں عالمی صارفین کو فراہم کیا جائے گا۔ چین سے باہر

BorgWarner: نیا 800V SiC انورٹر وائپر کی پیٹنٹ شدہ پاور ماڈیول ٹیکنالوجی کو اپناتا ہے۔ SiC پاور ماڈیولز کا 800V پلیٹ فارم پر اطلاق سیمی کنڈکٹرز اور SiC مواد کے استعمال کو کم کرتا ہے۔ اس پروڈکٹ کو 2023 اور 2024 کے درمیان گاڑیوں پر بڑے پیمانے پر تیار اور انسٹال کیا جائے گا۔

800V اب بھی عروج پر ہے، لیکن SiC پیداواری صلاحیت کے لیے جنگ شروع ہو گئی ہے۔

نئے 800V فن تعمیر میں، الیکٹرک ڈرائیو ٹیکنالوجی کی کلید 'تیسری نسل' SiC/GaN سیمی کنڈکٹر آلات کا استعمال ہے۔ نئی توانائی کی گاڑیوں میں تکنیکی فوائد لاتے ہوئے، ٹیکنالوجی کی تکرار آٹوموٹیو سیمی کنڈکٹرز اور پوری سپلائی چین کے لیے بھی بہت سے چیلنجز کا باعث بنتی ہے۔ مستقبل میں، SiC/GaN کے ساتھ 800V ہائی وولٹیج سسٹمز آٹوموٹیو الیکٹرک ڈرائیو سسٹمز، الیکٹرانک کنٹرول سسٹمز، آن بورڈ چارجرز (OBCs)، DC–DC، اور آف میں بڑے پیمانے پر ترقی کے دور کا آغاز کریں گے۔ بورڈ چارجنگ ڈھیر۔

خاص طور پر، سلیکون کاربائیڈ OEMs کی ہائی وولٹیج پلیٹ فارم کی حکمت عملی کا مرکز ہے۔ اگرچہ اس وقت 800V اب بھی بڑھ رہا ہے، SiC کی پیداواری صلاحیت کے لیے جنگ شروع ہو چکی ہے۔ OEMs اور ٹائر-1 سپلائرز SiC چپس اور ماڈیولز کے سپلائرز کے ساتھ اسٹریٹجک شراکت داری قائم کرنے یا SiC چپ کی صلاحیت کو بند کرنے کے لیے SiC ماڈیولز کی تیاری کے لیے ان کے ساتھ مشترکہ منصوبے قائم کرنے کے لیے مقابلہ کر رہے ہیں۔

دوسری جانب ایس آئی سی لاگت میں کمی کی مہم بھی شروع کر دی گئی ہے۔ اس وقت، SiC پاور ڈیوائسز انتہائی مہنگی ہیں۔ Tesla کے معاملے میں، SiC پر مبنی MOSFET کی فی گاڑی کی قیمت تقریباً $1300 ہے۔ اپنے حالیہ سالانہ انویسٹر ڈے پر، ٹیسلا نے اپنے سیکنڈ جنریشن پاور چپ پلیٹ فارم کی ترقی میں پیش رفت کا اعلان کیا، جس میں سلیکون کاربائیڈ ڈیوائس کے استعمال میں 75 فیصد کمی کا ذکر کیا گیا، جس نے مارکیٹ میں کافی توجہ حاصل کی۔

ٹیسلا کا اعتماد اس حقیقت میں مضمر ہے کہ آٹو بنانے والی کمپنی نے آزادانہ طور پر TPAK SiC MOSFET ماڈیول تیار کیا ہے اور وہ چپ کی تعریف اور ڈیزائن میں گہرائی سے شامل ہے۔ TPAK میں ہر ننگی ڈائی مختلف چپ فروشوں سے خریدی جا سکتی ہے تاکہ ملٹی سپلائر سسٹم (ST، ON سیمی کنڈکٹر وغیرہ) قائم کیا جا سکے۔ TPAK کراس میٹریل پلیٹ فارمز کے اطلاق کی بھی اجازت دیتا ہے، جیسے کہ IGBT/SiC MOSFETs/GaN HEMTs کا مخلوط استعمال۔

(1) چین نے ایک SiC انڈسٹری چین بنایا ہے، لیکن ٹیکنالوجی کی سطح بین الاقوامی سطح سے قدرے نیچے ہے۔

SiC پر مبنی پاور ڈیوائسز اعلی تعدد، اعلی کارکردگی اور چھوٹے حجم (IGBT پاور ڈیوائسز سے 70% یا 80% چھوٹے) کے فوائد پیش کرتے ہیں، اور Tesla ماڈل 3 میں دیکھا گیا ہے۔

ویلیو چین کے نقطہ نظر سے، سبسٹریٹس سلکان کاربائیڈ ڈیوائسز کی لاگت کا 45% سے زیادہ پر مشتمل ہوتے ہیں، اور اس کا معیار بھی براہ راست ایپیٹیکسی اور حتمی مصنوعات کی کارکردگی کو متاثر کرتا ہے۔ سبسٹریٹ اور ایپیٹیکسی تقریباً 70% قیمت پر مشتمل ہے، اس لیے ان کی لاگت کو کم کرنا SiC انڈسٹری کی بنیادی ترقی کی سمت ہو گی۔ نئی توانائی کی گاڑیوں کے لیے ہائی وولٹیج (800V) کے لیے درکار سلکان کاربائیڈ بنیادی طور پر کنڈکٹیو سبسٹریٹ SiC کرسٹل ہے۔ موجودہ بڑے مینوفیکچررز میں Wolfspeed (سابقہ ​​Cree)، II-VI، TankeBlue Semiconductor اور SICC شامل ہیں۔

عالمی SiC ٹیکنالوجی کی ترقی کے لحاظ سے، SiC ڈیوائس مارکیٹ پر STMicroelectronics، Infineon، Wolfspeed اور ROHM جیسے بڑے دکانداروں کی اجارہ داری ہے۔ چینی دکانداروں کے پاس پہلے سے ہی بڑے پیمانے پر پیداواری صلاحیت موجود ہے، اور وہ بین الاقوامی ترقی کے برابر ہیں۔ ان کی صلاحیت کی منصوبہ بندی اور پیداوار کا وقت تقریباً ان کے غیر ملکی ساتھیوں کے برابر ہے۔

SiC سبسٹریٹ ڈویلپمنٹ لیول کے بارے میں، 6 انچ سبسٹریٹس فی الحال SiC مارکیٹ میں غالب ہیں، اور 8 انچ کا SiC سبسٹریٹ عالمی سطح پر ترقی کی ترجیح ہے۔ فی الحال، صرف وولف اسپیڈ نے 8 انچ کے SiC کی بڑے پیمانے پر پیداوار حاصل کی ہے۔ چینی کمپنی SEMISiC نے جنوری 8 میں چھوٹے پیمانے پر 2022 انچ کے N-type SiC پالش ویفرز تیار کیے ہیں۔ زیادہ تر بین الاقوامی کمپنیاں 8 کے دوران 2023 انچ کے SiC سبسٹریٹس کی تیاری کا ارادہ رکھتی ہیں۔

(2) Gallium nitride (GaN) ابھی بھی آٹوموٹو میں استعمال کے ابتدائی مرحلے میں ہے، اور متعلقہ مینوفیکچررز کی ترتیب کی رفتار تیز ہو رہی ہے۔

Gallium nitride (GaN) بڑے پیمانے پر کنزیومر الیکٹرانکس فیلڈز جیسے ٹیبلیٹ پی سی، TWS ایئربڈز اور نوٹ بک کمپیوٹر فاسٹ چارجنگ (PD) میں استعمال ہوتا ہے۔ پھر بھی، جیسے جیسے توانائی کی نئی گاڑیاں پروان چڑھتی ہیں، الیکٹرک گاڑیاں GaN کے لیے ایک ممکنہ ایپلیکیشن مارکیٹ بن جاتی ہیں۔ الیکٹرک گاڑیوں میں، GaN فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹرز (FETs) AC–DC OBCs، ہائی وولٹیج (HV) سے کم وولٹیج (LV) DC–DC کنورٹرز، اور کم وولٹیج DC–DC کنورٹرز پر بہت لاگو ہوتے ہیں۔

الیکٹرک گاڑیوں کے میدان میں، GaN اور SiC ٹیکنالوجیز ایک دوسرے کی تکمیل کرتی ہیں اور مختلف وولٹیج کی حدود کا احاطہ کرتی ہیں۔ GaN ڈیوائسز دسیوں وولٹ سے لے کر سینکڑوں وولٹ تک، اور درمیانے اور کم وولٹیج ایپلی کیشنز (1200V سے کم) کے لیے موزوں ہیں۔ ان کا سوئچنگ نقصان 650V ایپلی کیشن میں SiC سے تین گنا کم ہے۔ SiC زیادہ وولٹیجز (کئی ہزار وولٹ) پر لاگو ہوتا ہے۔ فی الحال، 650V ماحول میں SiC آلات کا اطلاق زیادہ تر الیکٹرک گاڑیوں میں 1200V یا اس سے زیادہ وولٹیج کو فعال کرنے کے لیے ہے۔

چین کے پاس اب بھی گا کی ترقی میں غیر ملکی ہم منصبوں کے ساتھ بڑا فرق ہے۔2O3، اور ابھی تک بڑے پیمانے پر پیداوار حاصل کرنا باقی ہے۔

ایک بڑے انرجی بینڈ گیپ کی وجہ سے، ہائی بریک ڈاؤن فیلڈ کی طاقت اور مضبوط تابکاری مزاحمت، گیلیم آکسائیڈ (Ga2O3) مستقبل میں پاور الیکٹرانکس کے شعبے میں غلبہ حاصل کرنے کی امید ہے۔ عام وسیع بینڈ گیپ SiC/GaN سیمی کنڈکٹرز کے ساتھ موازنہ، Ga2O3 اعلی بالیگا فگر آف میرٹ اور کم متوقع ترقی کی لاگت کا حامل ہے، اور اس میں ہائی وولٹیج، ہائی پاور، اعلی کارکردگی اور چھوٹے سائز کے الیکٹرانک آلات کے استعمال کی زیادہ صلاحیت ہے۔

پالیسی کی اصطلاح میں، چین بھی گا پر پہلے سے زیادہ توجہ دے رہا ہے۔2O3. 2018 کے اوائل میں، چین نے الٹرا وائیڈ بینڈ گیپ سیمی کنڈکٹر مواد کی تلاش اور مطالعہ شروع کیا جس میں گا2O3، ہیرا اور بوران نائٹرائڈ۔ 2022 میں، چین کی وزارت سائنس اور ٹیکنالوجی نے گا لایا2O3 '14 ویں پانچ سالہ منصوبہ' کی مدت کے دوران قومی کلیدی R&D پروگرام میں۔

12 اگست 2022 کو، یو ایس ڈپارٹمنٹ آف کامرس کے بیورو آف انڈسٹری اینڈ سیکیورٹی (BIS) نے ایک عبوری حتمی اصول جاری کیا جو چار ٹیکنالوجیز پر نئے برآمدی کنٹرول قائم کرتا ہے جو ابھرتی ہوئی اور بنیادی ٹیکنالوجیز کے معیار پر پورا اترتی ہیں، بشمول: gate-all-around (GAA) ) ٹیکنالوجی، الیکٹرانک ڈیزائن آٹومیشن (EDA) سافٹ ویئر، پریشر گین کمبشن (PGC) ٹیکنالوجی، اور دو الٹرا وائیڈ بینڈ گیپ سیمی کنڈکٹر سبسٹریٹس، گیلیم آکسائیڈ اور ڈائمنڈ۔ دونوں برآمدی کنٹرول 15 اگست کو نافذ ہوئے۔ گا2O3 عالمی سائنسی تحقیق اور صنعتی حلقوں سے زیادہ توجہ مبذول کرائی ہے۔

اگرچہ گیلیم آکسائیڈ ابھی بھی R&D کے ابتدائی مرحلے میں ہے، چین نے 15 کے آغاز کے بعد سے 2022 ماہ کے اندر کئی کامیابیاں حاصل کی ہیں۔ اس کی گیلیم آکسائیڈ کی تیاری کی ٹیکنالوجیز - 2-انچ سے 6-انچ تک 2022 تک، اور پھر 8-انچ تک۔ حال ہی میں - پختہ ہو رہے ہیں۔ چینی گا2O3 مادی تحقیقی اکائیوں میں شامل ہیں: چائنا الیکٹرانکس ٹیکنالوجی گروپ کارپوریشن نمبر 46 ریسرچ انسٹی ٹیوٹ (CETC46)، Evolusia Semiconductor، Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics (SIOM)، Gallium Family Technology، Beijing MIG Semiconductor، اور Fujia Gallium Industry; لسٹڈ کمپنیاں جیسے Xinhu Zhongbao، Sinopack Electronic Technology، Jiangsu Nata Opto-Electronic Material اور San'an Optoelectronics؛ نیز درجنوں کالج اور یونیورسٹیاں۔

ٹیگز: پاور الیکٹرانکس

ملاحظہ کریں: www.researchinchina.com

ٹائم اسٹیمپ:

سے زیادہ سیمی کنڈکٹر آج