Anwendungen von Siliziumkarbid-Waferen & Trends
Siliziumkarbid-Wafer-Anwendung und zukünftiger Entwicklungstrend
- Silicon carbide is the main development direction of the power semiconductor industry.
- SiC wafers enable devices that run at higher voltage, frequency and temperature than silicon, cutting energy losses in EVs, fast charging and grid equipment.
- The industry trend is toward larger SiC wafer diameters and lower defect densities.
Siliziumcarbid (Sic) ist die Hauptentwicklungsrichtung der Leistungshalbleiterindustrie, und seine Verwendung bei der Herstellung von Leistungsbauelementen kann die Energienutzung erheblich verbessern. In absehbarer Zeit, New Energy Vehicles werden die Hauptanwendungsszenarien für Siliziumkarbid-Leistungsbauelemente sein.
Im Vergleich zu herkömmlichen Siliziummaterialien, Siliziumkarbid ist ein typischer Vertreter der dritten Generation von Halbleitermaterialien. Es hat die Eigenschaften einer breiten Bandbreite, hohe Temperaturbeständigkeit, hohe Druckbeständigkeit, Hochfrequenz, hohe Leistungs- und Strahlungsbeständigkeit.
Es hat die Vorteile einer schnellen Schaltgeschwindigkeit und eines hohen Wirkungsgrads, Dies kann den Stromverbrauch des Produkts erheblich reduzieren, Verbessern Sie die Effizienz der Energieumwandlung, und reduzieren Sie das Produktvolumen. Es wird in Zukunft das am weitesten verbreitete Basismaterial für die Herstellung von Halbleiterchips sein.
Siliziumkarbid-Wafer sind einkristalline Flocken, die durch Schneiden, reibend, Polieren und Reinigen von Siliziumkarbidkristallen. Als Halbleitersubstratmaterial, Siliziumkarbid-Wafer können durch epitaktisches Wachstum und Geräteherstellung zu Siliziumkarbid-basierten Leistungsbauelementen und Mikrowellen-Hochfrequenzbauelementen verarbeitet werden. Es ist ein wichtiger Grundstoff für die Entwicklung der Halbleiterindustrie der dritten Generation.
Siliziumkarbid-Wafer geschnitten SIC Wafer geschnitten mit endloser Diamantdrahtschlaufe
Entsprechend dem unterschiedlichen spezifischen Widerstand, Siliziumkarbid-Wafer können in leitfähige und halbisolierende Wafer unterteilt werden. Darunter auch, Leitfähige Siliziumkarbid-Wafer werden hauptsächlich zur Herstellung von Hochtemperatur- und Hochspannungsgeräten verwendet, und die Marktskala ist groß; Halbisolierende Siliziumkarbid-Substrate werden hauptsächlich in Mikrowellen-Hochfrequenzgeräten und anderen Bereichen verwendet. Mit dem beschleunigten Aufbau von 5G-Kommunikationsnetzen, Die Marktnachfrage ist deutlich gestiegen.
Siliziumkarbid hat ein breites Anwendungsspektrum
Aufgrund seiner großen Bandlücke, Es kann verwendet werden, um ultraviolette Detektoren oder blaue Leuchtdioden herzustellen, die vom Sonnenlicht nahezu unbeeinflusst sind; Seine Spannungsfestigkeit bzw. sein elektrisches Feld 8 mal so hoch wie das von Silizium und Galliumarsenid, und eignet sich besonders für die Herstellung von Hochspannungs- und Hochleistungsbauelementen wie Hochspannungsdioden, Power-Trioden, und Hochleistungs-Mikrowellengeräte.
Und hat eine hohe Sättigungs-Elektronenmigrationsgeschwindigkeit, kann zu verschiedenen Hochfrequenzgeräten verarbeitet werden (Radiofrequenz und Mikrowelle);
Siliziumkarbid ist ein guter Wärmeleiter, und seine Wärmeleitfähigkeit ist besser als bei jedem anderen Halbleitermaterial, Dies ermöglicht es, dass Siliziumkarbid-Bauelemente bei hohen Temperaturen gut funktionieren.
Siliziumcarbid (Sic) ist ein ideales Material für Hochleistungsbauelemente und das Basismaterial der ersten Generation für die Halbleiterindustrie. Zurzeit, über 95% der integrierten Schaltkreise der Welt bestehen aus Silizium. Mit der Entwicklung von Anwendungen wie Elektrofahrzeugen und 5G, Die Nachfrage nach hoher Leistung, Hochspannung, und Hochfrequenzgeräte nimmt rasant zu.
Wenn die Spannung größer als 900 V ist, die Unzulänglichkeiten von siliziumbasierten Leistungs-MOSFETs und IGBTs werden aufgedeckt, die in vielen Aspekten wie der Umwandlungseffizienz eingeschränkt sein wird, Schaltfrequenz, und Betriebstemperatur.
Siliziumcarbid (Sic) hat eine große Bandlücke (3 multipliziert mit dem von Si), hohe Wärmeleitfähigkeit (3.3 multipliziert mit dem von Si oder 10 multipliziert mit dem von GaAs), hohe Beweglichkeit der Elektronensättigung (2.5 multipliziert mit dem von Si), Elektrisches Feld mit hohem Durchschlag (5 multipliziert mit der von Si oder GaAs), usw.
Es wird häufig in extremen Umgebungen wie hohen Temperaturen eingesetzt, Hochdruck, Hochfrequenz, Elektronische Hochleistungsgeräte, Luft- und Raumfahrt, Rüstungsindustrie, und Kernenergie.
Demand growth here is tightly linked to yield in Schneiden von Siliziumkarbid, since kerf loss is the main cost driver.
Häufig gestellte Fragen
What are silicon carbide wafers used for?
SiC wafers are the substrate for power semiconductor devices used in electric vehicle inverters, fast chargers, rail traction and high-voltage grid equipment.
Why is SiC replacing silicon in power electronics?
SiC devices operate at higher voltage, frequency and temperature with much lower switching losses, which shrinks cooling and raises system efficiency.
What is the future trend of SiC wafers?
The industry is moving to larger diameters (from 150 mm toward 200 mm) and lower defect densities to cut device cost and improve yield.
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