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德州儀器(TI):新能源大變局的背后

2022-07-19 17:01 6188

上海2022年7月19日 /美通社/ -- 2022年4月,彭博社一篇題為《“空氣比北京還差”不再算是羞辱》的報導向西方展示了一個事實,北京的天空已不再常有霧霾相伴。

此時回望2013年國務(wù)院“大氣十條”提出要調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、增加清潔能源供應,之后中國與世界各國一起促成了《巴黎氣候協(xié)定》,以及人人耳熟能詳?shù)摹疤歼_峰”“碳中和”,再看看從西電東輸再到東數(shù)西算,可以說中國新能源的勢頭正在持續(xù)增強。

前所未有的轉(zhuǎn)型

讓我們回顧一下能源技術(shù)的轉(zhuǎn)型史。18世紀工業(yè)革命開始后煤炭被大規(guī)模開采和消費,1965年石油取代煤炭成為消耗最多的能源,引領(lǐng)世界進入“石油時代”。時至今日,煤炭、石油等化石燃料依然是世界主要的能源,由此產(chǎn)生的環(huán)境污染,以及在有效獲取、生產(chǎn)、儲存和分配能源等方面面臨的日益嚴峻的挑戰(zhàn),促使人們需要進行變革,這也造就了如今可再生能源技術(shù)的不斷創(chuàng)新,也正因此稱之為“新能源”。

中國的新能源之路其實可以追溯到建國初期農(nóng)村推行的小水電和沼氣,中國在2020年9月份聯(lián)合國大會正式提出了中國碳排放目標:“爭取于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和?!币源藶闃酥?,在中國新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展倡議下,眾多企業(yè)升級系統(tǒng),從而掀起能源轉(zhuǎn)型新浪潮。

除此之外,科技的進步也是新能源發(fā)展的主要推動力。國際能源署IRENA 2020年可再生能源發(fā)電成本報告顯示,在2010年至2020年間,并網(wǎng)大規(guī)模太陽能光伏發(fā)電成本下降了85%。降低成本的關(guān)鍵因素是隨著太陽能采用率的增加而產(chǎn)生的規(guī)模經(jīng)濟效應,以及改善太陽能發(fā)電、儲存和分配的技術(shù)創(chuàng)新。 一系列的技術(shù)創(chuàng)新,例如采用更高效的逆變器系統(tǒng),引進配套儲能設(shè)施,不僅讓空氣更清潔,而且也具有重要的商業(yè)價值。


然而中國的可再生能源發(fā)展之路并非鋪滿鮮花,也面臨著相當?shù)奶魬?zhàn)。具體而言,目前化石能源的占比還高達百分之七八十,而且由于幅員遼闊、工業(yè)生產(chǎn)和能源輸出基地分布分散,使得我國擁有全球最復雜的電網(wǎng)系統(tǒng)。此外,新能源發(fā)電極具動態(tài)性,需要創(chuàng)建更智能、更高效的新型分布式電力系統(tǒng)進行消納。更重要的是,隨著以電動汽車為代表的社會電動化趨勢到來,電網(wǎng)負載端的復雜度也在急劇增加?!斑@一系列的挑戰(zhàn),使得我國必須從發(fā)、輸、變、配、用各個環(huán)節(jié)入手,同時配合先進儲能技術(shù)全方位構(gòu)建智能化、數(shù)字化的電網(wǎng)系統(tǒng)”,德州儀器(TI)現(xiàn)場應用經(jīng)理Eric Fu說。可再生能源發(fā)電、特高壓輸電、電化學儲能、數(shù)字化配電等技術(shù)因此得到了空前的發(fā)展機遇,但與生俱來的當然還有巨大的挑戰(zhàn)。


顯而易見,能源技術(shù)的發(fā)展,離不開更新、更高效的電力電子技術(shù)發(fā)展,更離不開推動可再生能源技術(shù)創(chuàng)新進步的集成電路的發(fā)展。巧合的是,集成電路的發(fā)明者TI公司誕生之初其主營業(yè)務(wù)即是石油勘探,可以說TI與能源行業(yè)淵源已久,那么TI又是如何理解并參與中國大地上正發(fā)生的這輪新能源轉(zhuǎn)型?

“首先,是中國‘3060’戰(zhàn)略布局從高度上就展現(xiàn)出了頂層部署的決心;第二,在整個執(zhí)行層面,從國家到地方陸續(xù)出臺了多項部署新能源的具體措施,包括風光大基地、整縣推進屋頂分布式光伏等,明確新能源電站配置固定比例儲能設(shè)施等;第三,則是最大化市場和商業(yè)價值在在整個新能源部署中的促進作用,探索新的商業(yè)模式,比如峰谷電價,共享儲能等。”Eric解讀了此次新能源產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型與以往的不同。


“無論從市場總?cè)萘炕蛘呶磥淼脑鲩L空間來看,中國無疑是全球新能源市場最吸引人的地區(qū)之一。與此同時,我們也看到在一波波的新能源發(fā)展浪潮中,始終都有中國企業(yè)的身影,一路走來,高歌猛進?!盓ric說。

克服技術(shù)挑戰(zhàn)

作為在中國已深耕36年的全球領(lǐng)先的模擬及嵌入式處理半導體公司,TI正通過各類創(chuàng)新的產(chǎn)品與技術(shù),幫助中國客戶實現(xiàn)他們的目標。高效率,高可靠性,高性價比、高功率密度、以及高安全性是電力電子技術(shù)的主要驅(qū)動力和差異化因素。

對于電力系統(tǒng)來說,通常需要在極端高低溫的戶外條件下,穩(wěn)定、高效地運行數(shù)十年,最關(guān)鍵的就是可靠性和安全性。TI 多年來一直致力于打造具有長期產(chǎn)品生命周期的高可靠性的產(chǎn)品,以保證未來幾十年的供貨。TI 的產(chǎn)品通過嚴格的開發(fā)規(guī)范和完整的測試流程幫助客戶通過相關(guān)的功能安全認證,確保產(chǎn)品能夠在惡劣的環(huán)境中運行。比如Sitara AM263x處理器就可同時滿足功能安全和信息安全的可靠性要求,結(jié)合了C2000 MCU的實時特性、以及豐富且高精度的模擬外設(shè),可應對功率變換系統(tǒng)中對于更高開關(guān)頻率、更復雜拓撲架構(gòu)的實時性處理以及更高的電能轉(zhuǎn)換質(zhì)量。

高功率密度則是系統(tǒng)小型化、輕量化的關(guān)鍵所在,TI通過各種高集成的產(chǎn)品,幫助設(shè)計工程師實現(xiàn)系統(tǒng)級的小型化。比如針對儲能系統(tǒng),借助TI廣泛的模擬、電源和嵌入式產(chǎn)品,可將功率因數(shù)校正(PFC)與逆變結(jié)合在一起,從而提供完整高效及尺寸優(yōu)化的系統(tǒng)。TI可提供的產(chǎn)品包括具有集成驅(qū)動器、溫度保護以及氮化鎵FET的新一代功率器件,以及一系列超高工作電壓和超高可靠性的隔離產(chǎn)品組合,包括集成隔離和保護功能的驅(qū)動器,集成隔離電源和隔離放大器功能的AMC3302,多PWM通道的C2000等等,從而實現(xiàn)完整的三相三電平數(shù)千瓦級ANPC的電源轉(zhuǎn)換。

考慮到電力傳輸鏈的節(jié)點數(shù)與日俱增,各個子系統(tǒng)都需要保持最高的轉(zhuǎn)換效率,從而減少損耗。比如對于儲能應用而言,TI高精度電池管理芯片BQ79616可以在高壓電池系統(tǒng)中實現(xiàn)準確的電池電壓檢測。該器件提供內(nèi)置的次級側(cè)保護、可靠的菊花鏈通信和自主內(nèi)部電池均衡,以實現(xiàn)電壓測量的準確性和荷電狀態(tài)計算的完整性。另外一個例子是,新推出的集成式固態(tài)繼電器TPSI3050,采用了電容和磁隔離技術(shù),相比機械或光耦繼電器而言功耗更低,從而提升了整個系統(tǒng)的效率。

更高的性價比則是新能源基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展和普及的根本要求,產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)都在不斷追求降低每瓦發(fā)電成本,TI的愿望是通過高可靠性和高功率密度的模擬和嵌入式處理產(chǎn)品,幫助提高電子產(chǎn)品的性價比,同時幫助客戶降低系統(tǒng)成本。 公司持續(xù)加大在生產(chǎn)制造的投資,包括擴大300毫米晶圓廠的建設(shè),以在未來幾十年為能源客戶提供創(chuàng)新產(chǎn)品。同時,客戶的開發(fā)成本也不容忽視。通過本地系統(tǒng)應用團隊、銷售和支持團隊,開發(fā)所需的軟件開發(fā)套件、參考設(shè)計和代碼庫,TI可以幫助客戶顯著降低設(shè)計成本并加快開發(fā)和產(chǎn)品上市周期。

新能源的未來

毫無疑問,這一波新能源的浪潮是空前的,無論是規(guī)模上還是影響上,這種前所未有的轉(zhuǎn)型并不僅僅在技術(shù)上,也會體現(xiàn)在我們每個人的生活中。伴隨著《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》,《關(guān)于完善能源綠色低碳轉(zhuǎn)型體制機制和政策措施的意見》,《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》,《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》,《“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》等多項措施的密集發(fā)布,使得新能源市場在2022初備受關(guān)注。作為世界上最大的能源消費國,同時也是世界上重要的能源技術(shù)提供者,中國的能源改革力度具有舉足輕重的影響。

“我們的產(chǎn)品組合非常全面,并且擁有深度和廣度的客戶合作關(guān)系,以及全面的支持,這使得我們可以迅速判斷市場所需,并對產(chǎn)品進行迭代,從而始終保持在電力電子領(lǐng)域的優(yōu)勢?!盓ric強調(diào)。

Eric介紹道,TI內(nèi)部圍繞電力電子領(lǐng)域打造出了一套矩陣式的團隊體系,包括產(chǎn)品團隊、客戶支持團隊以及系統(tǒng)應用團隊,為客戶提供子系統(tǒng)甚至完整的半導體解決方案,以應對不斷變化的挑戰(zhàn),使可再生能源更高效、更安全、更可靠和更高性價比。

無論是工業(yè)革命,還是能源革命,背后的根本推動力都是科技,而TI正在通過“芯科技”賦能能源基建,通過廣泛的模擬和嵌入式處理產(chǎn)品、強大且全方位的本地支持,包括本地研發(fā)、本地銷售和應用團隊以及完全本地化的TI.com.cn,圍繞著高可靠、高效率、小尺寸及更高性價比,幫助中國相關(guān)企業(yè)做大做強,為實現(xiàn)全國乃至全球的能源轉(zhuǎn)型做出貢獻。

關(guān)于德州儀器(TI)

德州儀器(TI)(納斯達克股票代碼:TXN)是一家全球性的半導體公司,致力于設(shè)計、制造、測試和銷售模擬和嵌入式處理芯片,用于工業(yè)、汽車、個人電子產(chǎn)品、通信設(shè)備和企業(yè)系統(tǒng)等市場。我們致力于通過半導體技術(shù)讓電子產(chǎn)品更經(jīng)濟實用,創(chuàng)造一個更美好的世界。如今,每一代創(chuàng)新都建立在上一代創(chuàng)新的基礎(chǔ)之上,使我們的技術(shù)變得更小巧、更快速、更可靠、更實惠,從而實現(xiàn)半導體在電子產(chǎn)品領(lǐng)域的廣泛應用,這就是工程的進步。這正是我們數(shù)十年來乃至現(xiàn)在一直在做的事。 欲了解更多信息,請訪問公司網(wǎng)站www.ti.com.cn

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消息來源:德州儀器
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