Silicon Carbide Wafer Applications & Trends
Применение пластин из карбида кремния и будущие тенденции развития
- 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.
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. В 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 т. д..
Он широко используется в экстремальных условиях, таких как высокие температуры, высокое давление, высокая частота, Мощные электронные устройства, аэрокосмический, Военная промышленность, и атомной энергетики.
Demand growth here is tightly linked to yield in резки карбида кремния, since kerf loss is the main cost driver.
Часто задаваемые вопросы
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 миллиметр) and lower defect densities to cut device cost and improve yield.
Технический контент проверен инженерной командой Ensoll — производителя алмазных проволочных петель с 10+ многолетним производственным опытом.
