Siliconencarbide voor nieuwe energievoertuigen wordt verwacht

Silicium is altijd het meest gebruikte materiaal geweest voor de productie van halfgeleiderchips, voornamelijk vanwege de grote reserve van silicium, de kosten zijn relatief laag en de voorbereiding is relatief eenvoudig. De toepassing van silicium op het gebied van opto-elektronica en hoogfrequente high-power apparaten wordt echter gehinderd en de werkingsprestaties van silicium bij hoge frequenties zijn slecht, wat niet geschikt is voor hoogspanningstoepassingen. Deze beperkingen hebben het voor silicium-gebaseerde vermogensapparaten steeds moeilijker gemaakt om te voldoen aan de behoeften van opkomende toepassingen zoals nieuwe energievoertuigen en hogesnelheidstrail voor krachtige en hoogfrequente prestaties.

In deze context is siliciumcarbide in de schijnwerpers gekomen. Vergeleken met de eerste en tweede generatie halfgeleidermaterialen heeft SIC een reeks uitstekende fysicochemische eigenschappen, naast de bandafstandsbreedte, heeft het ook de kenmerken van hoogbraak elektrisch veld, hoge verzadigingselektronensnelheid, hoge thermische geleidbaarheid, hoge elektronendichtheid, hoge elektronendichtheid, en hoge mobiliteit. Het kritieke afbraak elektrische veld van SiC is 10 keer dat van Si en 5 keer dat van GaAS, wat de bestandspanningscapaciteit, de bedrijfsfrequentie en de stroomdichtheid van SIC -basisapparaten verbetert en het geleidingsverlies van het apparaat vermindert. In combinatie met een hogere thermische geleidbaarheid dan Cu, vereist het apparaat geen extra warmtedissipatie -apparaten om te gebruiken, waardoor de totale machinegrootte wordt verminderd. Bovendien hebben SIC-apparaten een zeer lage geleidingsverliezen en kunnen ze goede elektrische prestaties behouden bij ultrahoge frequenties. Het veranderen van een oplossing op drie niveaus op basis van SI-apparaten naar een oplossing op twee niveaus op basis van SiC kan bijvoorbeeld de efficiëntie verhogen van 96% tot 97,6% en het stroomverbruik tot 40% verminderen. Daarom hebben SIC-apparaten grote voordelen in low-power, geminiaturiseerde en hoogfrequente toepassingen.

Vergeleken met traditioneel silicium zijn de gebruikslimietprestaties van siliciumcarbide beter dan die van silicium, die kan voldoen RF -apparaten en vermogensapparaten.

Siliciumcarbidematerialen kunnen de grootte van het apparaat kleiner en kleiner maken, en de prestaties worden steeds beter, dus in de afgelopen jaren hebben fabrikanten van elektrische voertuigen er de voorkeur aan. Volgens ROHM, een 5KW LLCDC/DC -converter, werd de Power Control Board vervangen door siliciumcarbide in plaats van siliciumapparaten, het gewicht werd verlaagd van 7 kg tot 0,9 kg en het volume werd verlaagd van 8755cc tot 1350cc. De grootte van het SIC-apparaat is slechts 1/10 van die van het siliciumapparaat van dezelfde specificatie, en het energieverlies van het Si Carbit Mosfet-systeem is minder dan 1/4 van die van de siliconen-gebaseerde IGBT, die ook kan Breng aanzienlijke prestatieverbeteringen aan het eindproduct.