O carboneto de silício para novos veículos de energia é esperado

O silício sempre foi o material mais usado para a fabricação de chips semicondutores, principalmente devido à grande reserva de silício, o custo é relativamente baixo e a preparação é relativamente simples. No entanto, a aplicação de silício no campo dos dispositivos optoeletrônicos e de alta frequência é prejudicada, e o desempenho da operação do silício em altas frequências é ruim, o que não é adequado para aplicações de alta tensão. Essas limitações tornaram cada vez mais difícil para os dispositivos de energia baseados em silício para atender às necessidades de aplicações emergentes, como novos veículos energéticos e trilhos de alta velocidade, para desempenho de alta potência e alta frequência.

Nesse contexto, o carboneto de silício chegou aos holofotes. Comparado com os materiais semicondutores de primeira e segunda geração, o SIC possui uma série de excelentes propriedades físico -químicas, além da largura do espaço da banda, também possui as características do campo elétrico de alta ruptura, alta velocidade de elétrons de saturação, alta condutividade térmica, alta densidade de elétrons e alta mobilidade. O campo elétrico de quebra crítica do SiC é 10 vezes o de Si e 5 vezes o dos GaAs, o que melhora a capacidade de tensão de resistência, a frequência operacional e a densidade de corrente dos dispositivos de base do SiC e reduz a perda de condução do dispositivo. Juntamente com uma condutividade térmica mais alta que a Cu, o dispositivo não requer dispositivos adicionais de dissipação de calor para usar, reduzindo o tamanho geral da máquina. Além disso, os dispositivos SiC têm perdas de condução muito baixas e podem manter um bom desempenho elétrico em frequências ultra-altas. Por exemplo, mudar de uma solução de três níveis baseada em dispositivos Si para uma solução de dois níveis baseada no SIC pode aumentar a eficiência de 96% para 97,6% e reduzir o consumo de energia em até 40%. Portanto, os dispositivos SiC têm grandes vantagens em aplicações de baixa potência, miniaturizadas e de alta frequência.

Comparado ao silício tradicional, o desempenho do limite de uso do carboneto de silício é melhor que o do silício, que pode atender às necessidades de aplicação de alta temperatura, alta pressão, alta frequência, alta potência e outras condições, e o carboneto de silício atual foi aplicado a Dispositivos de RF e dispositivos de energia.

Os materiais de carboneto de silício podem tornar o tamanho do dispositivo cada vez menor, e o desempenho está ficando cada vez melhor; portanto, nos últimos anos, os fabricantes de veículos elétricos o favoreceram. De acordo com o ROHM, um conversor de 5KW LLCDC/DC, a placa de controle de energia foi substituída pelo carboneto de silício em vez de dispositivos de silício, o peso foi reduzido de 7 kg para 0,9 kg e o volume foi reduzido de 8755cc para 1350cc. O tamanho do dispositivo SiC é apenas 1/10 do dispositivo de silício da mesma especificação, e a perda de energia do sistema MOSFET de carbos Si é menor que 1/4 do IGBT baseado em silício, que também pode Traga melhorias significativas de desempenho para o produto final.