在自然环境的背景衬托下，几座输电塔屹立其中。

让能源基础设施面向未来

电力时代已经到来——这需要先进的能源基础设施。随着可再生能源规模的扩大，强大的电网对于支持人工智能数据中心和现代工业等能源密集型应用至关重要。英飞凌半导体通过提供创新解决方案，优化电力使用并提高电网稳定性，从而帮助满足这一需求。

电力基础设施
驱动AI
文章

04/08/2026

求解未来功率解决方案

能源的未来取决于解决一个关键问题的解决：既要满足人工智能数据中心和现代工业不断增长的电力需求，又要将更多可再生能源并入电网。半导体提供的智能技术能够确保能源基础设施的可靠性、高效性，并使其能够应对未来的挑战。

说到绿色能源，自然引领步调！打开开关，灯就亮了。您的电动汽车可通宵充电。数据中心不间断运行，为人工智能提供动力，并处理我们的数据流。而这一切都需要稳定的电力供应。随着可再生能源在电网中的占比不断提高，挑战也变得更加复杂：我们必须利用可靠的半导体技术来稳定电网，并扩大电网规模以满足能源密集型应用日益增长的需求。英飞凌半导体解决方案能够捕捉、引导和管理不可预测的自然力量，并将其转化为可靠的按需电力。

关于能源基础设施的一些有趣事实

1,650 千兆瓦等待连接

1,650 千兆瓦等待连接

2024 年，国际能源署 (IEA) 追踪到 后期阶段的1650 GW的太阳能和风能项目——仍在等待并入电网。这是错失获得清洁、经济能源的巨大机会。

资料来源：国际能源署，《构建未来输电网络（2025）》

全球 100,000 千米高压直流线路

全球 100,000 千米高压直流线路

自 2010 年以来，全球高压直流输电线路的长度几乎增加了两倍，现在已超过 10 万公里——其中中国、巴西和欧洲的增长尤为显著。100,000 公里相当于一个可以绕地球两圈半的网络。

资料来源：国际能源署，《构建未来输电网络（2025）》

现代电网面临哪些挑战？半导体如何帮助解决这些挑战？

可靠、可持续的电力供应已不再是理所当然。随着可再生能源、电气化和不断增长的能源需求重塑电网，能源基础设施必须随之发展，才能确保电力安全高效地输送。

半导体如何帮助应对可再生能源带来的电力波动？

图形高压直流

质询

可再生能源对于实现我们的气候目标至关重要。然而，光伏发电和风力发电产生的电力会随着天气、季节和一天中的时间而变化。随着可再生能源在能源结构中所占比例越来越大，未来的电网必须能够无缝地应对这些波动，确保在任何时间、任何地点都能可靠、稳定地供应电力。

解决方案

电池储能系统（BESS）带来稳定性和可靠性。它们通过平衡可再生能源结构的波动、协调供需以及防止停电，充分释放可再生能源的潜力。英飞凌的半导体解决方案在储能系统 (BESS) 的许多方面发挥着核心作用——从功率转换和电池管理到温度控制、安全保障。风力涡轮机中的并网转换器在电网中起到稳定器的作用。并网风力涡轮机可以利用电力电子设备产生稳定的频率并维持电网电压，即使电网负载发生变化。英飞凌正凭借其高效的XHP™ 2功率模块推进这项技术的发展。

英飞凌功率模块提升能源效率
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将一缕阳光转变成一杯热咖啡

半导体如何优化电网以满足高能耗应用的需求？

数据中心

质询

人工智能数据中心和现代工业对全球电力需求的不断增长，需要更智能、更高效的电网。传统的电网基础设施——传统的变压器、保护系统和配电系统——并非为快速增长、超大规模的人工智能需求而设计的。这会导致电网连接、电力转换能力、可靠性和故障保护等方面出现瓶颈。

解决方案

解决这一瓶颈需要半导体驱动的创新。英飞凌的先进功率半导体技术为下一代固态变压器 (SST) 和固态断路器 (SSCB) 提供了动力，满足了现代人工智能数据中心和行业所需的效率、功率密度和可靠性。固态变压器是实现电网连接现代化，以满足人工智能规模电力需求的关键一步。与传统变压器相比，SST 具有更高的效率、更轻的重量和更紧凑的安装方式。SST 为数据中心、电池储能、太阳能发电厂、电动汽车充电和直流微电网等高功率电子负载提供了电网与高功率电子负载之间更灵活的桥梁。固态断路器将这一原理应用于电气保护，用半导体技术取代了机电电路。SSCB 可在微秒内隔离故障，且不会产生电弧，从而提高高功率环境下系统的可靠性和容错能力。

英飞凌与LS ELECTRIC合作
英飞凌和西门子先进的电气保护
英飞凌被Gartner®报告提名

如何让电力远距离传输且损耗最小？

双向能量流

质询

低损耗输送绿色电力对于能源转型至关重要。电力通常是在远离消费地的地方产生的，例如海上风电场。长距离输电时，部分电能会因电线电阻而发热损耗。

解决方案

与交流电（AC）系统相比，高压直流电（HVDC）能以最小的功率损耗将电力传输数百公里。提高电压可以降低电流，进而减少热能损耗。海上和陆上换流站将交流电转换为直流电，以便通过地下、海底电缆或架空线路传输，并在目的地将直流电转换回交流电。高压直流电具有多种优势，如减少功率损耗、提高可控性和电网稳定性。数量级的粗略概念：在单个 2 GW 高压直流输电项目中，可安装超过 16,000 个英飞凌 6.5 kV IGBT 模块。

了解更多有关HVDC的信息

半导体如何帮助管理电网中的分布式双向电力流动？

私人绿色能源发电

质询

传统的电网设计用于单向电力流动——从大型集中式发电厂到消费者。如今，数百万个分布式资产既消耗电力又产生电力；它们产生了日益复杂和双向的电力流动，电网必须在多个电压等级上处理这些电力流动。随着我们努力实现能源自主，私人绿色能源发电（如屋顶太阳能电池板）也在发展。私人用户产生的剩余能源会输回配电网。

解决方案

半导体是实现对这些复杂电力流进行智能、灵活和高效管理的关键技术。它们使得在能源价值链的每个阶段转换、控制、监测和保护电力成为可能。智能技术，例如三相混合太阳能逆变器，能够为私人发电提供现场存储容量，从而有助于电网稳定。

三相混合逆变器的解决方案
我们的中央逆变器解决方案

为现代能源基础设施提供先进的供电解决方案

现代能源基础设施依靠高性能半导体来打造更智能、更高效的电网。与传统变压器和保护装置相比，高性能半导体具有更高的能源效率、更好的电能质量、更快的响应时间、更高的可靠性和更紧凑的设计。这有助于电网满足人工智能数据中心等高耗能应用日益增长的需求。

焦点：固态变压器和固态断路器

英飞凌固态变压器和固态断路器解决方案

固态变压器（SST）

固态变压器（SST）是一种先进的半导体电源转换装置，可以取代传统的铜基和铁基变压器。它具有更高的效率、显著更高的功率密度和更好的可扩展性。

固态变压器比传统变压器小30%，重量更轻。太阳能集电技术（SST）是一项关键的未来技术，它将公共电网与人工智能数据中心等能源密集型工业应用连接起来，同时主动控制电压、电能质量和能量流。

SST 能够将电网提供的中压电力直接转换为 AI 数据中心、电动汽车 (EV) 充电基础设施、可再生能源系统和工业微电网等应用所需的低电压。

半导体断路器（SSCB）

半导体断路器（SSCB），或称固态断路器，可保护电路免受短路和过载等过大电流的损害。

与依靠机械部件、以毫秒级速度运行的传统机电断路器不同，SSCB 使用半导体元件和智能保护算法，在微秒级内中断电流——速度快 1000 倍。

这项功能对于直流电网至关重要，能够显著提高工业制造和人工智能数据中心等应用场景的保护性和系统可用性，因为即使是短暂的延迟也可能导致代价高昂的停机、数据丢失和硬件损坏。

产品亮点

带.XT连接技术的CoolSiC™ MOSFET EasyPACK™ 模块

获得更深入的见解：

用于 SST 的 EasyPACK™ 电源模块

产品亮点

CoolSiC™ JFET 技术

获得更深入的见解：

下一代固态电源分配

以下是我们的半导体所实现的目标

未来的电网将不仅仅是提供电力。它必须预测和补偿电力波动，防止意外过载，并进行实时通信。 半导体虽然隐藏在幕后，但却是不可或缺的，它能确保将能量输送到需要的地方。英飞凌正在通过各种电压等级的创新技术推动这一发展。

英飞凌半导体解决方案信息图展示了实现可持续能源系统、电网可靠性和优化电力基础设施的 6 项关键应用

常问问题

为什么能源基础设施现在成为如此重要的话题？

电力正成为现代生活和工业的基础。与此同时，光伏发电和风能等可再生能源在电力结构中的占比越来越大。与传统发电方式不同，可再生能源依赖于天气条件，这使得发电更加不稳定且更难以预测。因此，现代电网必须更加智能、灵活和有韧性，才能实时平衡供需。即使发电和用电模式快速变化，一个具有韧性的电网也能帮助确保稳定可靠的电力供应。

在以可再生能源为主的现代能源基础设施中，半导体扮演着怎样的角色？

半导体是电力产生、转换、传输、分配和使用背后的隐形技术。它们有助于控制电力流动，确保能源高效、安全地输送到需要的地方。鉴于可再生能源占比不断增长，这一点尤为重要：光伏发电和风能等可再生能源可提供绿色电力，但其输出量会因天气和时间而波动。半导体技术能够实现先进的电力电子技术，通过支持电池储能系统（平衡供需）和并网逆变器（稳定整个电网的电压和频率）等技术来帮助稳定电网。

半导体如何提高能源效率？

电能通常要经过多个 AC/DC 和 DC/DC 转换阶段才能到达最终应用。每个转换阶段都会引入传导和开关损耗，从而影响整个系统的效率。先进的功率半导体通过降低导通电阻、加快开关速度和提高散热性能来减少这些损耗。碳化硅 (SiC) 和氮化镓 (GaN) 等宽禁带技术能够实现更高的开关频率和工作温度，从而进一步提高效率。这不仅可以减少能量损失，还可以降低冷却需求，缩小系统尺寸，并提高整体功率密度。

什么是固态变压器？它们为什么重要？

固态变压器代表了新一代电网技术，它用先进的电力电子技术取代了传统变压器的功能。与传统变压器相比，它们体积更小、重量更轻、效率更高、灵活性更强。太阳能集电技术使电力分配更加智能、更具适应性，有助于电网为未来的能源需求做好准备。预计 SST 将成为未来应用的关键组成部分，包括可再生能源并网、电动汽车快速充电站、电池储能系统和高功率人工智能基础设施。

什么是固态断路器？它们如何提高可靠性？

传统断路器依靠机械部件来中断故障电流。固态断路器采用半导体技术，反应速度更快，可在微秒内隔离故障。这种快速响应有助于保护关键设备，减少停机时间，并提高整体系统弹性。此外，它们还具备先进的监控、诊断和数字控制功能。随着电力网络变得越来越复杂，这些智能保护系统变得越来越重要。

哪些半导体技术对未来的能源基础设施至关重要？

硅仍然是许多应用领域的主要半导体技术，但宽禁带材料正日益推动下一代电力系统的发展。碳化硅 (SiC) 通过降低开关损耗和在更高温度下运行，在高压和大功率环境中提供卓越的性能。氮化镓（GaN）在高频应用中表现出色，能够满足最大功率密度和效率的要求。这些技术结合起来，可以实现更小的被动元件、更简化的热管理，并显著提高系统性能。随着能源基础设施的不断发展，硅、碳化硅和氮化镓的结合将优化各种电压和功率等级下的性能。

尽享极致设计灵活性

凭借业内最广泛的功率器件产品组合以及在硅、碳化硅和氮化镓等所有相关功率技术领域多年的专业经验，我们能够在整个功率转换链中提供灵活的设计方案和领先的应用技术。