Das donnernde Siliziumkarbid

In den letzten zwei Jahren hat das Halbleitermaterial Siliziumkarbid (SiC) der dritten Generation sehr laut geblasen, wie Donner. Letztes Jahr haben einige Medien 2021 als „Siliziumkarbid-Explosionsjahr“ bezeichnet. Dieses Jahr gibt es Leute, die 2022 als „Siliziumkarbid-Power-Chip-Anwendungen des neuen Jahres“ bezeichnen. Ich weiß nicht, ob nächstes Jahr neue Slogans auftauchen werden (hier bezieht sich „das 21. Jahrhundert ist das Jahrhundert der Biologie“). Auch der Kapitalmarkt ist im Aufwind, und Siliziumkarbid, das ein wenig an der Spitze des Themas steht, schießt in die Höhe.

SiC ist das am besten geeignete Material für Leistungsgeräte.

Halbleitermaterialien aus Silizium haben unser Leben verändert. Ich bin überzeugt, dass Siliziumhalbleiter auch in Zukunft noch lange der Mainstream sein werden. Während der jahrzehntelangen Entwicklung von Siliziummaterialien traten einige Probleme auf, und viele Menschen versuchten, sie durch andere Materialien zu ersetzen. Auch bei Halbleitermaterialien wurden drei Generationen entwickelt. Siliziumkarbid ist die dritte Generation von Halbleitermaterialien. Da SiC eine große verbotene Bandbreite aufweist, führt dies zu Materialeigenschaften wie einer hohen Durchschlagsfeldstärke. Aufgrund der Materialeigenschaften von SiC bieten SiC-Leistungsgeräte Vorteile wie hohe Spannungsfestigkeit, geringe Größe, geringen Stromverbrauch und hohe Temperaturbeständigkeit.

Dieser Vorteil spiegelt sich vor allem in den Leistungsgeräten wider. Basierend auf den oben genannten Eigenschaften wird bei gleichen Spezifikationen des SiC-MOSFET im Vergleich zum Si-MOSFET der Einschaltwiderstand auf 1/200 reduziert, die Größe wird auf 1/10 reduziert; bei gleichen Spezifikationen der Verwendung eines SiC-MOSFET-Wechselrichters und der Verwendung eines Si-IGBT beträgt der Gesamtenergieverlust weniger als 1/4.

Leistungsgeräte sind eine der wichtigsten Grundkomponenten der Leistungselektronikindustrie. Sie werden häufig in elektrischen Leistungsgeräten, Leistungsumwandlungs- und Schaltungssteuerungssystemen und anderen Bereichen eingesetzt und sind unverzichtbare Kernhalbleiterprodukte im Industriesystem. Das schnelle Wachstum von Fahrzeugen mit neuer Energie für Leistungsgeräte hat einen breiten Entwicklungsspielraum eröffnet. Siliziumkarbid-MOSFETs werden Silizium-basierte IGBTs ersetzen, was der Trend ist.

SiC-MOSFETs weisen einen niedrigen Einschaltwiderstand und geringe Schaltverluste auf und eignen sich daher besser für den Einsatz in Hochfrequenzschaltungen. Sie finden in der Motorsteuerung von Fahrzeugen mit neuer Antriebskraft, in der Fahrzeugstromversorgung, in Solarwechselrichtern, Ladesäulen, USVs und anderen Bereichen ein breites Anwendungsspektrum.
Zum Thema Siliziumkarbid müssen wir noch einige Punkte klären.

Erstens ist SiC kein vollständiger Ersatz für Silizium. Die Vorteile von Siliziumkarbid sind hohe Druckfestigkeit, hohe Temperaturbeständigkeit und geringer Energieverlust, aber diese Vorteile spiegeln sich nicht in Produkten der Unterhaltungselektronik wider. Im Gegenteil, SiC-Wafer sind schwierig herzustellen, die Kosten sind zu hoch und das Ätzen ist schwierig, sodass es das Siliziummaterial nicht vollständig ersetzen kann.

Zweitens haben Siliziumkarbid und Galliumnitrid unterschiedliche Leistungsschwerpunkte und Anwendungsbereiche. SiC konzentriert sich auf Hochspannung, GaN auf Hochfrequenz. Die beiden Materialien sind nicht sehr wettbewerbsfähig und ihre Anwendungsszenarien sind nicht dieselben.

Darüber hinaus ist es trotz der Vorteile von SiC im Feld - Leistungsgeräte - nicht unmöglich, SiC als dominantes Produkt einzusetzen, siliziumbasierte IGBTs sind also möglich.

Shengyang New Materials Co., Ltd. hat sich der Herstellung von Siliziumkarbid und Siliziumkarbid-Verarbeitungsprodukten verschrieben und kann verschiedene Siliziumkarbid-Komponenten nach Kundenwunsch anpassen. Bei Bedarf kontaktieren Sie uns bitte.
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