作為現代社會運轉的基礎，?能源的重要性不言而喻。由于現代社會的發展消耗了大量的化石能源，導致環境污染、氣候變暖等生態環境問題，能源轉型迫在眉睫，如今，光儲充一體化正逐漸成為這場能源革命的新焦點。光儲充一體化是將光伏發電、電能存儲和電動汽車充電相結合的一種新型能源應用模式，這將為能源的未來帶來無限可能。

在2024年慕尼黑上海電子展上，意法半導體帶來了一面能源展墻，展示ST為實現碳中和和可持續發展的儲能及能源管理解決方案。這一整套混合能源系統，涵蓋從發電和儲能，到配電和用電的整個能源轉換鏈。我們可以看到各種元器件和電氣裝置，包括太陽能板、電力線載波通信、微型逆變器、光伏逆變器、電池管理系統 (BMS)、雙向儲能系統和電動汽車充電系統。

與傳統能源解決方案相比，意法半導體的新能源解決方案呈現的是光儲充一體化的交互生態鏈，多余的能量存到電池，等電網需要時再回歸電網。通過太陽能、電動汽車與電網以及負載之間的能量和信息互動，?支持電網穩定運行，?實現削峰填谷、?虛擬電廠、?聚合交易等應用場景。?這一技術被認為是構建新型智慧電力系統的重要組成部分，?能夠成為分布式儲能系統的重要保障。

能源展墻連連看，意法半導體談差異化技術能力

整個系統采用了意法半導體最先進的第三代半導體的碳化硅MOS、增強型氮化稼、電氣隔離柵極驅動器，以及高性能的MCU，可以大大提高整體系統的能源效率，減少能源損耗和碳排放，從而可以更好地幫助實現碳中和和可持續發展。意法半導體電源與能源技術創新中心資深應用工程師徐宗瑞先生介紹說：“意法半導體的儲能及能源管理解決方案采用ST 8500用于電力線載波通訊，L9963用于BMS管理監測，用這樣一些器件可以實現整個系統的能源交互，實現對新能源系統的有效控制和保護，在光儲充三者一體化的生態系統中，互相配合地提升能源的利用率?！?

值得一提的是，微型逆變器上使用的MasterGaN1L是一款先進的系統級功率封裝器件，封裝內部集成了柵極驅動器、控制器和功率晶體管，從而可以更好地優化驅動特性，減小柵極驅動器和氮化稼功率器件之間的距離，從而最大限度減少寄生效應和損耗，也有利于減小整體產品的尺寸。MasterGaN1L的工作溫度范圍為-40°C至125°C。集成的功率氮化稼具有150 mΩ的RDS(ON)和650 V漏源開路電壓，而嵌入式柵極驅動器的高側驅動供電可由集成式自舉二極管輕松提供。MasterGaN1L其內的驅動集成有欠壓鎖定(UVLO)保護，互鎖和過熱保護(OTP)，保證氮化稼可以穩定、安全、高效運行，并且互鎖功能可避免出現上下管共通的情況。而集成氮化稼功率管可以方便工程師進行簡易化設計，更快助力產品開發。MasterGaN1L采用緊湊型9x9 mm QFN封裝，無需任何輔助散熱措施，僅靠PCB就可以散熱。

而基于L9963E、L9963T和STM32G0B1的電池管理系統解決方案，主要特點是符合AEC-Q100標準的汽車多節電池監控和均衡，通過高精度的16 bit ADC和模擬電路設計可以檢測和監控（最多14個電池）每個電池的電壓、電流、溫度，溫度監控通過內部和外部有多通道NTC接口實現，具有電池過壓/欠壓檢測和均衡欠壓保護，通過菊花鏈可以連接多達31個設備，STM32G0B1通過隔離SPI接口L9963T完成對L9963E編程。

為了幫助設計工程師更好地解決問題，意法半導體提供了平臺和開發工具。其中之一是eDesignSuite，這是一個幫助設計和模擬基于特定組件的電路的應用程序。它允許用戶快速修改和試驗以提出最佳解決方案。在方案設計過程中，ST eDesignSuite平臺可以幫助客戶快速選擇合適的電力拓撲結構、半導體器件，包括開關管、芯片等。從而建立并確定初始平臺的設計需求，同時在軟件控制開發方面，意法半導體還會提供軟件STM32CubeMX, STM32CubeMonitor, STM32CubeProgrammer等幫助客戶選擇合適的MCU，合理分配MCU的資源，幫助客戶更好理解、調試和控制。意法半導體提供包括硬件設計和軟件設計在內的一系列的軟件開發工具、示意Demo等，幫助客戶更快更好地完成產品的設計和開發。

機會留給有準備的人，意法半導體展現硬核實力

意法半導體是一家全球排名前列的半導體公司，借助其強大的實力可以提供先進的半導體器件，包括硅和碳化硅的功率晶體管、二極管、運算放大器，以及全系列控制器，許多分立和集成器件等，可實現比其他競品，更高的效率，更好的可靠性和穩定性。在碳化硅方面，意法半導體有廣泛的產品組合，從650V-1700V，以及即將推出的2000V產品。碳化硅器件已廣泛應用在工業和汽車應用解決方案中，如光伏逆變器、汽車充電站、能源生成和儲能系統，無論是主功率回路，還是輔助電源，都可以采用碳化硅的MOS和二極管來提升整體的性能。同時為了進一步擴大產能，滿足日益增長的市場需求，意法半導體計劃在意大利卡塔尼亞建立全球首個集8英寸碳化硅功率器件和模塊制造、封裝、測試于一體的一站式產業園。意法半導體在中國本土也成立了一家碳化硅合資晶圓制造廠，提出in China for China原則，持續夯實產品鏈，并堅定碳化硅的發展方向，提升產品和性能的競爭力。

在氮化稼方面，ST擁有全面的氮化稼產品組合，分立GaN和系統封裝GaN，比如MasterGaN集成了柵極驅動和氮化稼晶體管，ViperGaN集成了反激控制器和氮化稼晶體管，從而可以更好的適應和推動未來和全球新能源領域的發展。對于更高壓的氮化稼產品，也正在仔細研究橫向結構，1200V氮化稼晶體管，以契合光伏逆變器高壓的需求，在產能方面，意法半導體在法國圖爾持續擴展氮化稼產品，以滿足持續擴展的氮化稼市場。

那么意法半導體在儲能技術領域探索了哪些創新路徑，以應對能源轉型的挑戰？意法半導體多年來堅持對多種能源儲存技術進行投資，通過招募儲能專家，建立儲能平臺，并與國內制造商、分銷商和高校設立聯合實驗室，無論是在汽車還是工業領域，都著力于碳化硅、氮化鎵、高性能MCU等半導體器件的更好技術的開發和控制應用。目前意法半導體的儲能方案可以覆蓋6.6kW-50kW的功率等級，采用意法半導體最新的第三代半導體碳化硅MOS和高性能的MCU，保證儲能系統能工作在更高的效率。意法半導體也將繼續積極擴大在能源儲存方面的投資， 逐步優化半導體性能，助力客戶進行更高更好的發展。

在談及對電動汽車充電市場的計劃和面臨的挑戰時，徐宗瑞先生表示：憑借先進的碳化硅制造工藝和完全垂直整合的工藝鏈，意法半導體為廣泛的電動汽車應用包括主驅逆變器、OBC、DC-DC轉換、汽車充電站和電動壓縮機等提供碳化硅器件，這顯著提升了電動汽車的性能、效率和續航里程。在電動汽車充電方面，意法半導體提供完整的直流充電樁和儲能解決方案，使用新一代的寬禁帶半導體例如分立和ACEPACK封裝的碳化硅MOS，意法半導體致力于提高充電功率等級和效率，以滿足電動汽車充電市場不斷發展的趨勢，積極響應市場變化，確保半導體器件，包括碳化硅器件和MCU的可靠性和穩定性，并不斷優化、創新新一代寬禁帶半導體的性能，這對于滿足電動汽車更高效率、更高功率密度、更快充電速度的要求至關重要。這也是意法半導體將面對的挑戰和技術障礙。為此ST專門成立了電源與能源技術創新中心，并保持和廣大廠商以及各高校密切溝通交流，不斷探索和優化碳化硅器件的更好應用。

如今，光儲充一體化作為一種創新的能源解決方案已逐漸嶄露頭角，擁有專注于第三代半導體的專業研發人員和全系列控制器MCU產品的意法半導體將持續投資并推動第三代半導體產業發展，加速全球新能源事業發展，并致力于成為全球半導體行業內的長期的合作伙伴。期待意法半導體引領著我們走向一個更加清潔、高效、可持續的能源未來。