فرص نمو قوية لأشباه موصلات القدرة

تتوقع IdTechEx في تقريرها المعنون "Power Electronics Market 2026–2036: Data Centers, Electric Vehicles, and Renewables" أن ينمو حجم سوق أشباه موصلات القدرة من 25.5 مليار دولار هذا العام إلى 65.2 مليار دولار بحلول عام 2036.

 يمثل هذا النمو خلال الفترة من 2026 إلى 2036 معدل نمو سنوي مركب يقارب 10%. ووفقًا لماثيو فول، محلل التكنولوجيا لدى IdTechEx، فإن الشركات المصنّعة الأصلية في سوق إلكترونيات القدرة ستتجه بشكل متزايد نحو المطالبة بكفاءة أعلى، وموثوقية تشغيل طويلة الأمد، وكثافة قدرة أكبر لمكوناتها. ونتيجة لذلك، سيزداد الاعتماد على أشباه الموصلات ذات الفجوة العريضة (WBG – Wide Bandgap)، وخاصة كربيد السيليكون ونتريد الغاليوم.

ويؤكد السيد ماثيو فول: "تمتلك هذه التقنيات القدرة على إحداث تحول جذري في إلكترونيات القدرة، إذ تتيح التشغيل عند جهود كهربائية مرتفعة، كما تمكّن من تطوير هياكل جديدة لأنظمة الطاقة، مثل منظومات الدفع الكهربائي بجهد 800 فولت في المركبات الكهربائية، أو معماريات التيار المستمر بجهد 800 فولت في مراكز البيانات".

 محركات النمو الرئيسية والتحول في المواد

يرى السيد فول أن أبرز محركين لنمو السوق هما المركبات الكهربائية (EVs) ومراكز البيانات، وهو ما يصاحبه تحول تدريجي في المواد المستخدمة. ففي حين لا يزال السيليكون يهيمن على السوق حاليًا، من المتوقع أن يصبح كربيد السيليكون المادة المهيمنة بحلول عام 2036.

ويضيف: "على مدار العشرين عامًا الماضية، ظلت ترانزستورات Si-IGBT التقنية السائدة في عواكس الجر، كما استُخدمت مكونات سيليكونية أخرى في الشواحن الداخلية ومحوّلات DC-DC. إلا أن تقنيات الفجوة العريضة، مثل ترانزستورات SiC-MOSFET، بدأت الآن في الاستحواذ على حصة متزايدة ومهمة في سوق إلكترونيات القدرة الخاصة بالمركبات الكهربائية".

أما بالنسبة لتقنية GaN، فيرى فول أنها تمتلك إمكانات كبيرة أيضًا في قطاع المركبات الكهربائية، لكنه يشير إلى أن تطويرها يعتمد على إثبات موثوقيتها على المدى الطويل في بيئة السيارات، بالإضافة إلى قدرتها على العمل بثبات عند الجهود العالية، خصوصًا ضمن معماريات 800 فولت.

مراكز البيانات واتجاهات الطاقة المستقبلية

فيما يتعلق بمراكز البيانات، يتوقع التقرير زيادة استخدام أشباه الموصلات ذات الفجوة العريضة، خاصة GaN، خلال السنوات العشر القادمة في وحدات إمداد الطاقة (PSUs) وأنظمة تغذية الأحمال (Point-of-Load). كما يشير فول إلى أن "تصميم نظام يعمل 800 فولت تيار مستمر (800 VDC) ستصبح بحلول عام 2036 البنية المهيمنة لتغذية مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي الجديدة".

 قطاع طاقة الرياح: تبنٍ حذر ولكن متزايد

على الرغم من أن إلكترونيات القدرة المستخدمة في طاقة الرياح تمثل حصة صغيرة نسبيًا من السوق الإجمالي، فإنها تُعد عنصرًا مهمًا في موازنة الطلب بين قطاعات المركبات الكهربائية ومراكز البيانات.

ويوضح السيد ماثيو فول أن "متطلبات القدرة العالية، والظروف التشغيلية القاسية مثل التقلبات الحرارية الشديدة، والرطوبة العالية، والبيئات المالحة، إضافة إلى ارتفاع تكاليف الأعطال، دفعت قطاع طاقة الرياح إلى تبني تقنيات الفجوة العريضة بحذر، مع استمرار الاعتماد على موثوقية التقنيات القائمة على السيليكون".

ومع ذلك، يتوقع السيد فول حدوث تحول تدريجي خلال العقد المقبل، حيث سيتم إدخال تقنيات كربيد السيليكون بشكل متزايد في إلكترونيات القدرة الخاصة بتوربينات الرياح. ويُعد ذلك مؤشرًا مهمًا على أن موثوقية هذه التقنيات في البيئات القاسية أصبحت مثبتة بدرجة كافية، مما يفتح المجال لتوسيع استخدامها في تطبيقات الطاقة المتجددة.