孕育電力電子的未來：DOE 路線圖

DOE 設定的宏大目標是到 2030 年減少 50% 的碳排放，並在 2050 年實現所有產業領域的碳中和。這樣的目標需要電力電子技術的重大突破，而這些技術正是能源生產、分配與應用的核心。以下是這些發展如何與我們透過先進電源轉換技術來降低能源消耗的承諾相互呼應。

創新生態系統與發展機會

DOE 的電力電子創新生態系統提供了一個完整的框架，涵蓋從太陽能、風能等可再生能源，到交通與建築等基礎設施應用。這種全面性的策略不僅促進了寬能隙（WBG）半導體等尖端技術的研究，也解決了製造的複雜性與成本問題。

工作小組：深入解析

DOE 將其研究與開發分為四個關鍵工作小組（WG），每個小組都在推動電力電子技術的發展方面發揮重要作用：

• WG1：材料與主動元件 由桑迪亞國家實驗室領導，此小組專注於半導體技術研究，包括元件、摻雜、基板、製程、外延與缺陷，特別關注矽碳化物與氮化鎵等寬能隙（WBG）技術。他們的研究對於開發高效電源系統至關重要，這與我們降低能源消耗的目標高度契合。
• WG2：被動元件與封裝技術 由國家再生能源實驗室主導，WG2 聚焦於提升電源半導體封裝及其關鍵元件，如電容器與磁性元件。他們的工作旨在優化半橋功率模組，並降低製造成本與時間，這與我們透過創新封裝技術提升電源轉換效率與系統可靠性的努力一致。
• WG3：系統與應用 同樣由桑迪亞國家實驗室主導，此小組專注於將電力電子技術應用於更廣泛的系統與應用領域，涵蓋可再生能源、高效儲能與交通電氣化等領域。WG3 的研究與我們提供可擴展、模組化電源技術，支援碳中和電網的目標一致。
• WG4：技術經濟分析與生命周期評估 由國家再生能源實驗室主導，該小組評估電力電子技術創新的經濟影響與可持續性。他們使用自下而上的成本建模技術，並考量內含能源與碳排放，以評估新技術的長期效益與可行性，這與我們致力於永續產品開發的目標一致。

透過這一戰略性路線圖，DOE 能夠預測並回應能源系統的演進需求，以及支持其發展的先進電力電子技術。此舉不僅能夠識別關鍵機會、趨勢與挑戰，還能確立實現碳中和的關鍵技術目標。

在 Power Integrations，我們致力於透過創新電源轉換技術來提升效率並減少碳排放。積極參與 DOE 的路線圖規劃，不僅幫助我們掌握行業標準與發展趨勢，更讓我們能夠在推動能源效率未來的進程中發揮關鍵作用。

Q1：美國能源部（DOE）制定電力電子技術路線圖的主要目標是什麼？

Ans1：
DOE 的主要目標是到 2030 年減少 50% 的碳排放，並在 2050 年實現所有產業領域的碳中和。為達成此目標，DOE 推動電力電子技術的重大突破，因為這些技術是能源生產、分配與應用的核心。

Q2：DOE 的電力電子創新生態系統涵蓋哪些應用領域？

Ans2：
該生態系統涵蓋從 可再生能源（如太陽能與風能） 到 交通與建築等基礎設施應用。此策略促進尖端技術（如寬能隙半導體）的研究，同時解決製造的複雜性與成本問題。

Q3：四個工作小組（WG）各自的研究重點是什麼？

Ans3：

• WG1：材料與主動元件 — 聚焦於矽碳化物與氮化鎵等 WBG 半導體技術。
• WG2：被動元件與封裝技術 — 優化電容器、磁性元件與功率模組封裝。
• WG3：系統與應用 — 推動電力電子在可再生能源、儲能與交通電氣化的應用。
• WG4：技術經濟分析與生命周期評估 — 評估新技術的成本、碳排放與長期效益。

Q4：Power Integrations 如何與 DOE 的策略保持一致？

Ans4：
Power Integrations 致力於開發 創新電源轉換技術，以提升效率並減少碳排放。透過積極參與 DOE 的路線圖規劃，公司能掌握行業標準與趨勢，並在推動能源效率未來的進程中發揮關鍵作用。

Q5：Power Integrations 如何在技術創新與永續發展之間取得平衡？

Ans5：
Power Integrations 透過開發高效能、低功耗的電源轉換技術，實現技術創新的同時，也積極回應全球對永續發展的需求。公司不僅關注元件層級的創新（如封裝與材料），也參與 DOE 的技術路線圖規劃，確保其產品設計符合碳中和與能源效率的長期目標，展現其在環境責任與產業領導力上的雙重承諾。