Ожидается карбид кремния для новых энергетических транспортных средств

Кремний всегда был наиболее часто используемым материалом для изготовления полупроводниковых чипов, в основном из -за большого заповедника кремния, стоимость относительно низкая, а подготовка относительно проста. Тем не менее, применение кремния в области оптоэлектроники и высокочастотных мощных устройств затрудняется, а рабочие характеристики кремния на высоких частотах плохие, что не подходит для высоковольтных применений. Эти ограничения затрудняли все трудные энергосистемы на основе кремния для удовлетворения потребностей появляющихся приложений, таких как новые энергетические транспортные средства и высокоскоростные рельсы для мощных и высокочастотных производительности.

В этом контексте кремниевый карбид попал в центр внимания. По сравнению с полупроводниковыми материалами первого и второго поколения, SIC обладает серией превосходных физико -химических свойств, в дополнение к ширине полосы разрыва, он также обладает характеристиками высокого расщепления электрического поля, высокой скорости электронов, высокой теплопроводности, высокой плотности электронов. и высокая мобильность. Критическое расщепление электрического поля SIC в 10 раз больше, чем у Si, и в 5 раз больше, чем у GaAs, что улучшает пропускную способность напряжения, частоту работы и плотность тока базовых устройств SIC и уменьшает потерю проводимости устройства. В сочетании с более высокой теплопроводности, чем Cu, устройство не требует дополнительных устройств для рассеивания тепла для использования, уменьшая общий размер машины. Кроме того, устройства SIC имеют очень низкие потери проводимости и могут поддерживать хорошие электрические характеристики на сверхвысоких частотах. Например, переход от трехуровневого решения, основанного на устройствах SI на двухуровневое решение, основанное на SIC, может повысить эффективность с 96% до 97,6% и снизить энергопотребление до 40%. Таким образом, устройства SIC имеют большие преимущества в низкомосных, миниатюрных и высокочастотных приложениях.

По сравнению с традиционным кремнием, производительность ограничения использования кремниевого карбида лучше, чем в кремнии, что может соответствовать потребностям применения высокой температуры, высокой частоты, высокой мощности и других условий, а ток кремниевого карбида был применен к RF -устройства и электроэнергии.

Кремниевые карбидные материалы могут сделать размер устройства меньше и меньше, а производительность становится все лучше и лучше, поэтому в последние годы производители электромобилей предпочитали его. Согласно ROHM, преобразователь 5 кВт LLCDC/DC, плата управления мощностью была заменена карбидом кремния вместо кремниевых устройств, вес снижался с 7 кг до 0,9 кг, а объем был уменьшен с 8755 куб. См до 1350 куб. Размер устройства SIC составляет всего 1/10 от размера кремниевого устройства той же спецификации, а потеря энергии системы MOSFET SI составляет менее 1/4 от IGBT на основе кремния, которая также может Принесите значительные улучшения производительности к конечному продукту.