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Illustrated
第 1 部 · 欢迎来到半导体世界
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一个绿色的地球,会由一块块硅来运转。

再生电力有个尴尬的习惯:它来的时候形式总是不对。太阳能板发出的是直流电,电网要的是交流电。电池给的是几百伏特的稳定电压,马达要的却是每秒变化上千次的波形。每一次这样的转换,都是由一颗功率半导体以快过你思考的速度开开关关完成的——而每一次开关,都会有一点能量变成热跑掉。所以一座太阳能电厂、一辆电动车的气候账,最后是算在这些开关做得多好上面。

  1. 每支箭头上

    只要电的形式改变,就有一颗功率晶体管在负责开关。

  2. 材料为什么换了

    碳化硅与氮化镓耐得住更高的电压、切换得更快,所以变成热的能量更少。

每一支箭头都是一次转换,而每一次转换都是一个开关。
  1. 1每支箭头上只要电的形式改变,就有一颗功率晶体管在负责开关。
  2. 2材料为什么换了碳化硅与氮化镓耐得住更高的电压、切换得更快,所以变成热的能量更少。
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LED 要发出和旧灯泡一样的光,所需要的电

一次半导体的替换,套用到地球上每一盏灯。在这件事发生之前,照明约占全球用电的六分之一。

便宜、成熟、到处都是。但在高电压、高频率下就没有余裕了。

碳化硅与氮化镓

单颗更贵,但整套系统更小、更凉、更轻——所以它们最先进了汽车。

所谓减碳,很大一部分是一场关于「一个开关浪费多少热」的工程角力。