Силовые приборы Silicon Carbide (SiC) — важные инновации в области электроники и электроники, которые ведут электрические системы к эффективному, надежному и устойчивому направлению. Поскольку мировой спрос на энергоэффективность, электромобили, возобновляемые источники энергии и интеллектуальные энергосистемы растут, оборудование SiC становится ключевым движущим фактором перемен в промышленности из-за его уникальных характеристических преимуществ.

Во-первых, почему карбид кремния?

Карбид кремния, широкополосный полупроводниковый материал с физическими свойствами, превосходищими традиционный кремний (Si) во многих отношениях. Длина полосы составляет 3,2 эв, что в три раза ближе к кремнию. Эта особенность дает несравнимое преимущество приборам SiC в использовании высоких температур, высоких частот и высокого напряжения. В то же время, карбид кремния обладает хорошей теплопроводкой, высоким уровнем электронного переноса и интенсивностью электрического поля, что означает, что прибор может выдержать более высокую плотность мощности и более тяжелые условия работы.

Во-вторых, уникальные приборы SiC-мощности

По сравнению с традиционными кремниевыми устройствами, SiC-силовые приборы показали значительный скачок производительности. Они имеют более низкий расход переключателей, более высокую эффективность проводки и более сильную тепловую стабильность. Таким образом, в таких приложений, как преобразование энергии, электромеханический двигатель и управление электросетью, прибор SiC может повысить энергетические эффекты системы в целом, снизить спрос на тепло, снизить эксплуатационные затраты и в то же время увеличить продолжительность жизни продукции.

В-третьих, расширение сферы применения

По мере того, как технологии созревают и снижаются, область применения устройств SiC расширяется:

1, electric motors: модуль SiC используется для электромобилей с инверторами FF300R12KE4 и аккумуляторными системами, значительно снижающими энергопотребление и повышающими скорость плавания и зарядки.

2, возобновляемые источники энергии: преобразование электроэнергии и инверторы в ветровых и солнечных системах электроэнергии используют SiC, которые могут повысить качество энергии и снизить стоимость оборудования.

3, smart-сеть: SiC-устройство помогает создать более эффективную сеть электропередачи, чтобы обеспечить интеграцию распределённых источников энергии и контроль качества энергии.

4, промышленные машины: в электромеханических двигателях SiC может обеспечить лучшую производительность охлаждения и выносливость и повысить эффективность производства.

5, электронный переключатель питания: в центрах данных, железнодорожных путях и корабельных системах SiC-устройств можно достичь более высокой плотности и более низких потерь мощности.

В-четвертых, введение в производство:

Производство электроприборов SiC обычно начинается с высокочистых компонентов SiC, которые производят высококачественные однокристаллические или поликристаллические углеродные соединения через передовые технологии роста кристаллов, такие как химическое отложение газов (CVD) или физико-газовое отложение (PVD). Затем, после тонких шагов по переработке, таких как кристаллическая резка, смешивание, тонкое осаждение мембраны, абляция, формируется структура приборов различных уровней мощности, таких как MOSFET, IGBT и т.д.

В-пятых, перспективы рынка и проблемы

Несмотря на огромный потенциал оборудования SiC, в настоящее время перед ним стоят некоторые проблемы, включая высокие расходы на исследования и разработки, сложность производственного оборудования и необходимость технологической оптимизации. Однако, по мере технологического прогресса и нормализации производства, эти издержки, как ожидается, постепенно снижаются. Ожидается, что глобальный рынок электроприборов SiC будет продолжать расширяться в течение следующих нескольких лет по мере роста рыночного спроса.

В конечном счете, карбид кремния, мощный прибор, с его высокой производительной и экологической характеристикой, ведет к будущему развитию индустрии электроники и становится необходимой технологией крана. С технологической зрелостью и расширением сферы применения, она будет способствовать трансформации глобальной энергетической структуры, обеспечивая сильную поддержку достижению целей устойчивого развития.