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德州儀器(TI):新能源大變局的背后

2022-07-19 17:01 6620

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(bào)導(dǎo)向西方展示了一個(gè)事實(shí),北京的天空已不再常有霧霾相伴。

此時(shí)回望2013年國(guó)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(yīng),之后中國(guó)與世界各國(guó)一起促成了《巴黎氣候協(xié)定》,以及人人耳熟能詳?shù)摹疤歼_(dá)峰”“碳中和”,再看看從西電東輸再到東數(shù)西算,可以說中國(guó)新能源的勢(shì)頭正在持續(xù)增強(qiáng)。

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(jì)工業(yè)革命開始后煤炭被大規(guī)模開采和消費(fèi),1965年石油取代煤炭成為消耗最多的能源,引領(lǐng)世界進(jìn)入“石油時(shí)代”。時(shí)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(chǔ)存和分配能源等方面面臨的日益嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),促使人們需要進(jìn)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(guó)的新能源之路其實(shí)可以追溯到建國(guó)初期農(nóng)村推行的小水電和沼氣,中國(guó)在2020年9月份聯(lián)合國(guó)大會(huì)正式提出了中國(guó)碳排放目標(biāo):“爭(zhēng)取于2030年前達(dá)到峰值,努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和?!币源藶闃?biāo)志,在中國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展倡議下,眾多企業(yè)升級(jí)系統(tǒng),從而掀起能源轉(zhuǎn)型新浪潮。

除此之外,科技的進(jìn)步也是新能源發(fā)展的主要推動(dòng)力。國(guó)際能源署IRENA 2020年可再生能源發(fā)電成本報(bào)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(jì)效應(yīng),以及改善太陽能發(fā)電、儲(chǔ)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(jìn)配套儲(chǔ)能設(shè)施,不僅讓空氣更清潔,而且也具有重要的商業(yè)價(jià)值。


然而中國(guó)的可再生能源發(fā)展之路并非鋪滿鮮花,也面臨著相當(dāng)?shù)奶魬?zhàn)。具體而言,目前化石能源的占比還高達(dá)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(guó)擁有全球最復(fù)雜的電網(wǎng)系統(tǒng)。此外,新能源發(fā)電極具動(dòng)態(tài)性,需要?jiǎng)?chuàng)建更智能、更高效的新型分布式電力系統(tǒng)進(jìn)行消納。更重要的是,隨著以電動(dòng)汽車為代表的社會(huì)電動(dòng)化趨勢(shì)到來,電網(wǎng)負(fù)載端的復(fù)雜度也在急劇增加。“這一系列的挑戰(zhàn),使得我國(guó)必須從發(fā)、輸、變、配、用各個(gè)環(huán)節(jié)入手,同時(shí)配合先進(jìn)儲(chǔ)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(chǎng)應(yīng)用經(jīng)理Eric Fu說??稍偕茉窗l(fā)電、特高壓輸電、電化學(xué)儲(chǔ)能、數(shù)字化配電等技術(shù)因此得到了空前的發(fā)展機(jī)遇,但與生俱來的當(dāng)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(dòng)可再生能源技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)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(yíng)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(guó)大地上正發(fā)生的這輪新能源轉(zhuǎn)型?

“首先,是中國(guó)‘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(gè)執(zhí)行層面,從國(guó)家到地方陸續(xù)出臺(tái)了多項(xiàng)部署新能源的具體措施,包括風(fēng)光大基地、整縣推進(jìn)屋頂分布式光伏等,明確新能源電站配置固定比例儲(chǔ)能設(shè)施等;第三,則是最大化市場(chǎng)和商業(yè)價(jià)值在在整個(gè)新能源部署中的促進(jìn)作用,探索新的商業(yè)模式,比如峰谷電價(jià),共享儲(chǔ)能等?!盓ric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(chǎng)總?cè)萘炕蛘呶磥淼脑鲩L(zhǎng)空間來看,中國(guó)無疑是全球新能源市場(chǎng)最吸引人的地區(qū)之一。與此同時(shí),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(guó)企業(yè)的身影,一路走來,高歌猛進(jìn)?!盓ric說。

克服技術(shù)挑戰(zhàn)

作為在中國(guó)已深耕36年的全球領(lǐng)先的模擬及嵌入式處理半導(dǎo)體公司,TI正通過各類創(chuàng)新的產(chǎn)品與技術(shù),幫助中國(guó)客戶實(shí)現(xiàn)他們的目標(biāo)。高效率,高可靠性,高性價(jià)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(dòng)力和差異化因素。

對(duì)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(yùn)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(zhǎng)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(yán)格的開發(fā)規(guī)范和完整的測(cè)試流程幫助客戶通過相關(guān)的功能安全認(rèn)證,確保產(chǎn)品能夠在惡劣的環(huán)境中運(yùn)行。比如Sitara AM263x處理器就可同時(shí)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(shí)時(shí)特性、以及豐富且高精度的模擬外設(shè),可應(yīng)對(duì)功率變換系統(tǒng)中對(duì)于更高開關(guān)頻率、更復(fù)雜拓?fù)浼軜?gòu)的實(shí)時(shí)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(jì)工程師實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)的小型化。比如針對(duì)儲(chǔ)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(dòng)器、溫度保護(hù)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(hù)功能的驅(qū)動(dòng)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(shí)現(xiàn)完整的三相三電平數(shù)千瓦級(jí)ANPC的電源轉(zhuǎn)換。

考慮到電力傳輸鏈的節(jié)點(diǎn)數(shù)與日俱增,各個(gè)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(duì)于儲(chǔ)能應(yīng)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(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的電池電壓檢測(cè)。該器件提供內(nèi)置的次級(jí)側(cè)保護(hù)、可靠的菊花鏈通信和自主內(nèi)部電池均衡,以實(shí)現(xiàn)電壓測(cè)量的準(zhǔn)確性和荷電狀態(tài)計(jì)算的完整性。另外一個(gè)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(jī)械或光耦繼電器而言功耗更低,從而提升了整個(gè)系統(tǒng)的效率。

更高的性價(jià)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(gè)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(jià)比,同時(shí)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(kuò)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(shí),客戶的開發(fā)成本也不容忽視。通過本地系統(tǒng)應(yīng)用團(tuán)隊(duì)、銷售和支持團(tuán)隊(duì),開發(fā)所需的軟件開發(fā)套件、參考設(shè)計(jì)和代碼庫(kù),TI可以幫助客戶顯著降低設(shè)計(jì)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(huì)體現(xiàn)在我們每個(gè)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(jī)制和政策措施的意見》,《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》,《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)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(xiàng)措施的密集發(fā)布,使得新能源市場(chǎng)在2022初備受關(guān)注。作為世界上最大的能源消費(fèi)國(guó),同時(shí)也是世界上重要的能源技術(shù)提供者,中國(guó)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(chǎng)所需,并對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行迭代,從而始終保持在電力電子領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)?!盓ric強(qiáng)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(tuán)隊(duì)體系,包括產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)、客戶支持團(tuán)隊(duì)以及系統(tǒng)應(yīng)用團(tuán)隊(duì),為客戶提供子系統(tǒng)甚至完整的半導(dǎo)體解決方案,以應(yīng)對(duì)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(jià)比。

無論是工業(yè)革命,還是能源革命,背后的根本推動(dòng)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(qiáng)大且全方位的本地支持,包括本地研發(fā)、本地銷售和應(yīng)用團(tuán)隊(duì)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(jià)比,幫助中國(guó)相關(guān)企業(yè)做大做強(qiáng),為實(shí)現(xiàn)全國(guó)乃至全球的能源轉(zhuǎn)型做出貢獻(xiàn)。

關(guān)于德州儀器(TI)

德州儀器(TI)(納斯達(dá)克股票代碼:TXN)是一家全球性的半導(dǎo)體公司,致力于設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試和銷售模擬和嵌入式處理芯片,用于工業(yè)、汽車、個(gè)人電子產(chǎn)品、通信設(shè)備和企業(yè)系統(tǒng)等市場(chǎng)。我們致力于通過半導(dǎo)體技術(shù)讓電子產(chǎn)品更經(jīng)濟(jì)實(shí)用,創(chuàng)造一個(gè)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(shí)惠,從而實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體在電子產(chǎn)品領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,這就是工程的進(jìn)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(qǐng)?jiān)L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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