Применение карбидных пластин & Тенденции

Применение пластин из карбида кремния и будущие тенденции развития

Карбид кремния (Так) является основным направлением развития электропроводниковой промышленности, и его использование при изготовлении силовых устройств позволяет значительно улучшить использование энергии. В обозримом будущем, Транспортные средства на новых источниках энергии станут основными сценариями применения силовых устройств из карбида кремния.

По сравнению с традиционными кремниевыми материалами, карбид кремния является типичным представителем третьего поколения полупроводниковых материалов. Обладает характеристиками широкой полосы пропускания, высокая термостойкость, Высокая устойчивость к давлению, высокая частота, высокая мощность и радиационная стойкость.

Он обладает такими преимуществами, как высокая скорость переключения и высокий КПД, что может значительно снизить энергопотребление продукта, Повышение эффективности преобразования энергии, и уменьшить объем продукции. В будущем он станет наиболее широко используемым базовым материалом для изготовления полупроводниковых чипов.

Пластины из карбида кремния представляют собой монокристаллические чешуйки, образованные путем резки, шлифование, Полировка и очистка кристаллов карбида кремния. В качестве материала полупроводниковой подложки, Пластины из карбида кремния могут быть превращены в силовые устройства на основе карбида кремния и микроволновые радиочастотные устройства за счет эпитаксиального роста и производства устройств. Это важный базовый материал для развития полупроводниковой промышленности третьего поколения.

Нарезка пластины из карбида кремния SIC Резка пластины с бесконечной петлей из алмазной проволоки

По различному удельному сопротивлению, Пластины из карбида кремния можно разделить на проводящие и полуизоляционные. Среди них, Проводящие пластины из карбида кремния в основном используются для производства высокотемпературных и высоковольтных силовых устройств, а масштабы рынка большие; Полуизоляционные подложки из карбида кремния в основном используются в микроволновых радиочастотных устройствах и других областях. С ускоренным строительством сетей связи 5G, Спрос на рынке значительно вырос.

Карбид кремния имеет широкий спектр применения

Благодаря широкой запрещенной зоне, Его можно использовать для изготовления ультрафиолетовых детекторов или диодов синего света, которые почти не подвержены воздействию солнечного света; Его выдерживаемое напряжение или электрическое поле равно 8 в разы, чем у арсенида кремния и галлия, и он особенно подходит для изготовления высоковольтных и мощных устройств, таких как высоковольтные диоды, Силовые триоды, и мощные СВЧ-устройства.

И имеет высокую скорость миграции электронов насыщения, могут быть изготовлены в различные высокочастотные устройства (радиочастотные и микроволновые);

Карбид кремния является хорошим проводником тепла, а его теплопроводность лучше, чем у любого другого полупроводникового материала, что позволяет устройствам из карбида кремния хорошо работать при высоких температурах.

Карбид кремния (Так) является идеальным материалом для мощных устройств и основным материалом первого поколения для полупроводниковой промышленности. Настоящее время, более 95% компонентов интегральных схем в мире изготовлены из кремния. С развитием таких приложений, как электромобили и 5G, Потребность в высокопроизводительных устройствах, высоковольтный, и высокочастотных устройств стремительно растет.

Когда напряжение превышает 900 В, будут выявлены недостатки силовых МОП-транзисторов и IGBT на основе кремния, которые будут ограничены во многих аспектах, таких как эффективность преобразования, Частота переключения, и рабочая температура.

Карбид кремния (Так) имеет большую запрещенную зону (3 умноженный на Si), высокая теплопроводность (3.3 умноженное на Si или 10 в разы больше, чем GaAs), высокая подвижность насыщения электронами (2.5 умноженный на Si), электрическое поле с высоким пробоем (5 в раз, чем Si или GaAs), и так далее.

Он широко используется в экстремальных условиях, таких как высокие температуры, высокое давление, высокая частота, Мощные электронные устройства, аэрокосмический, Военная промышленность, и атомной энергетики.
Рост спроса здесь тесно связан с выходом годных изделий резки карбида кремния, так как потери при резке являются основным фактором стоимости.

Часто задаваемые вопросы

Для чего используются пластины из карбида кремния?

Пластины SiC являются подложкой для силовых полупроводниковых устройств, используемых в инверторах электромобилей, быстрых зарядных устройствах, железнодорожных тяговых системах и высоковольтном сетевом оборудовании.

Почему SiC заменяет кремний в силовой электронике?

Устройства на SiC работают при более высоких напряжениях, частотах и температурах с гораздо меньшими потерями при переключении, что уменьшает затраты на охлаждение и повышает эффективность системы.

Какова будущая тенденция пластин SiC?

Индустрия движется к большему диаметру (от 150 мм к 200 миллиметр) и более низкой плотности дефектов для снижения стоимости устройств и повышения выхода годных изделий.

Технический контент проверен инженерной командой Ensoll — производителя алмазных проволочных петель с 10+ многолетним производственным опытом.