Applicazioni delle wafer di carburo di silicio & Tendenze
Applicazione del wafer in carburo di silicio e tendenza di sviluppo futura
- 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.
Carburo di silicio (Sic) è la principale direzione di sviluppo dell'industria dei semiconduttori di potenza, e il suo utilizzo nella produzione di dispositivi di potenza può migliorare significativamente l'utilizzo dell'energia. Nel prossimo futuro, I veicoli a nuova energia saranno i principali scenari applicativi dei dispositivi di potenza in carburo di silicio.
Rispetto ai tradizionali materiali in silicio, Il carburo di silicio è un tipico rappresentante della terza generazione di materiali semiconduttori. Ha le caratteristiche di un'ampia larghezza di banda, Resistenza alle alte temperature, Elevata resistenza alla pressione, ad alta frequenza, Elevata potenza e resistenza alle radiazioni.
Presenta i vantaggi di un'elevata velocità di commutazione e di un'elevata efficienza, che può ridurre notevolmente il consumo energetico del prodotto, migliorare l'efficienza di conversione dell'energia, e ridurre il volume del prodotto. Sarà il materiale di base più utilizzato per la produzione di chip semiconduttori in futuro.
I wafer di carburo di silicio sono scaglie monocristalline formate dal taglio, macinatura, lucidatura e pulizia dei cristalli di carburo di silicio. Come materiale di substrato semiconduttore, I wafer di carburo di silicio possono essere trasformati in dispositivi di potenza a base di carburo di silicio e dispositivi a radiofrequenza a microonde attraverso la crescita epitassiale e la produzione di dispositivi. È un importante materiale di base per lo sviluppo dell'industria dei semiconduttori di terza generazione.
Taglio wafer in carburo di silicio SIC Wafer cut con anello di filo diamantato senza fine
A seconda della diversa resistività, I wafer in carburo di silicio possono essere suddivisi in tipo conduttivo e tipo semiisolante. Tra questi, I wafer conduttivi in carburo di silicio sono utilizzati principalmente per la produzione di dispositivi di alimentazione ad alta temperatura e ad alta tensione, e la scala del mercato è grande; I substrati semiisolanti in carburo di silicio sono utilizzati principalmente nei dispositivi a radiofrequenza a microonde e in altri campi. Con la costruzione accelerata delle reti di comunicazione 5G, La domanda del mercato è aumentata in modo significativo.
Il carburo di silicio ha un'ampia gamma di applicazioni
Grazie alla sua ampia banda proibita, Può essere utilizzato per realizzare rilevatori ultravioletti o diodi a luce blu che sono quasi insensibili alla luce solare; La sua tensione di tenuta o campo elettrico è 8 volte quella dell'arseniuro di silicio e di gallio, ed è particolarmente adatto per la produzione di dispositivi ad alta tensione e ad alta potenza come diodi ad alta tensione, triodi di potenza, e dispositivi a microonde ad alta potenza.
E ha un'elevata velocità di migrazione degli elettroni di saturazione, può essere trasformato in vari dispositivi ad alta frequenza (Radiofrequenza e microonde);
Il carburo di silicio è un buon conduttore di calore, e la sua conduttività termica è migliore di qualsiasi altro materiale semiconduttore, che consente ai dispositivi in carburo di silicio di funzionare bene alle alte temperature.
Carburo di silicio (Sic) è un materiale ideale per dispositivi ad alta potenza e il materiale di base di prima generazione per l'industria dei semiconduttori. Oggigiorno, più di 95% dei componenti dei circuiti integrati del mondo sono realizzati in silicio. Con lo sviluppo di applicazioni come i veicoli elettrici e il 5G, la domanda di alta potenza, ad alta tensione, e i dispositivi ad alta frequenza sono in rapido aumento.
Quando la tensione è maggiore di 900 V, saranno esposte le carenze dei MOSFET di potenza e degli IGBT a base di silicio, che sarà limitato in molti aspetti, come l'efficienza di conversione, Frequenza di commutazione, e temperatura di esercizio.
Carburo di silicio (Sic) ha un ampio gap di banda (3 volte quella di Si), alta conducibilità termica (3.3 volte quella di Si o 10 volte quella di GaAs), Elevata mobilità a saturazione di elettroni (2.5 volte quella di Si), campo elettrico ad alta ripartizione (5 volte quella di Si o GaAs), ecc.
È ampiamente utilizzato in ambienti estremi come le alte temperature, ad alta pressione, ad alta frequenza, Dispositivi elettronici ad alta potenza, aerospaziale, Industria militare, e l'energia nucleare.
Demand growth here is tightly linked to yield in taglio del carburo di silicio, since kerf loss is the main cost driver.
Domande Frequenti
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.
Contenuto tecnico esaminato dal team di ingegneria Ensoll — un produttore di anelli diamantati con 10+ anni di esperienza produttiva.
