Применение карбида кремния

Среди основных компонентов электромобилей решающую роль играют автомобильные силовые модули, в основном использующие технологию IGBT. Эти модули не только определяют ключевые характеристики системы электропривода, но и составляют более 40% стоимости инвертора двигателя. Благодаря значительным преимуществамкарбид кремния (SiC)По сравнению с традиционными кремниевыми (Si) материалами, модули SiC все чаще применяются и продвигаются в автомобильной промышленности. В электромобилях теперь используются модули SiC.

Область новых энергетических транспортных средств становится решающим полем битвы за широкое внедрениекарбид кремния (SiC)силовые устройства и модули. Ключевые производители полупроводников активно внедряют такие решения, как параллельные конфигурации SiC MOS, трехфазные полномостовые электронные модули управления и SiC MOS-модули автомобильного класса, которые подчеркивают значительный потенциал материалов SiC. Высокая мощность, высокая частота и высокая удельная мощность материалов SiC позволяют существенно уменьшить размеры электронных систем управления. Кроме того, превосходные высокотемпературные свойства SiC привлекли значительное внимание в секторе новых энергетических транспортных средств, что привело к бурному развитию и интересу.

В настоящее время наиболее распространенными устройствами на основе SiC являются SiC-диоды Шоттки (SBD) и SiC-MOSFET. Биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT) сочетают в себе преимущества как MOSFET, так и транзисторов с биполярным переходом (BJT).Карбид кремния, как широкозонный полупроводниковый материал третьего поколения, обеспечивает лучшие общие характеристики по сравнению с традиционным кремнием (Si). Однако большинство дискуссий сосредоточено на SiC MOSFET, тогда как SiC IGBT уделяется мало внимания. Это неравенство в первую очередь связано с доминированием на рынке кремниевых IGBT, несмотря на многочисленные преимущества технологии SiC.

По мере того, как широкозонные полупроводниковые материалы третьего поколения набирают обороты, устройства и модули SiC становятся потенциальной альтернативой IGBT в различных отраслях. Тем не менее, SiC не полностью заменил IGBT. Основным препятствием для принятия является стоимость; Силовые устройства SiC примерно в шесть-девять раз дороже своих кремниевых аналогов. В настоящее время основной размер пластин SiC составляет шесть дюймов, что требует предварительного производства подложек Si. Более высокий уровень дефектов, связанный с этими пластинами, способствует увеличению их стоимости, ограничивая их ценовые преимущества.

Хотя были предприняты некоторые усилия по разработке SiC IGBT, их цена, как правило, непривлекательна для большинства рыночных приложений. В отраслях, где стоимость имеет первостепенное значение, технологические преимущества SiC могут быть не такими убедительными, как экономическая выгода традиционных кремниевых устройств. Однако в таких отраслях, как автомобильная промышленность, которые менее чувствительны к цене, применение SiC MOSFET продвинулось дальше. Несмотря на это, SiC MOSFET действительно предлагают преимущества по производительности по сравнению с Si IGBT в определенных областях. Ожидается, что в обозримом будущем обе технологии будут сосуществовать, хотя нынешнее отсутствие рыночных стимулов или технического спроса ограничивает разработку более эффективных SiC IGBT.

В будущем,карбид кремния (SiC)Ожидается, что биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT) будут использоваться в первую очередь в силовых электронных трансформаторах (PET). ПЭТ имеют решающее значение в области технологий преобразования энергии, особенно для приложений среднего и высокого напряжения, включая строительство интеллектуальных сетей, интеграцию энергетического Интернета, интеграцию распределенной возобновляемой энергии и тяговые инверторы электровозов. Они получили широкое признание благодаря превосходной управляемости, высокой совместимости с системами и превосходным показателям качества электроэнергии.

Однако традиционная технология ПЭТ сталкивается с рядом проблем, в том числе с низкой эффективностью преобразования, трудностями в повышении удельной мощности, высокими затратами и недостаточной надежностью. Многие из этих проблем возникают из-за ограничений сопротивления силовым полупроводниковым устройствам по напряжению, что приводит к необходимости использования сложных многокаскадных последовательных структур в приложениях с высоким напряжением (например, приближающимся к 10 кВ или превышающим его). Эта сложность приводит к увеличению количества силовых компонентов, элементов хранения энергии и катушек индуктивности.

Чтобы решить эти проблемы, отрасль активно изучает возможность внедрения высокопроизводительных полупроводниковых материалов, в частности SiC IGBT. Как полупроводниковый материал третьего поколения с широкой запрещенной зоной, SiC отвечает требованиям для приложений с высоким напряжением, высокой частотой и большой мощностью благодаря своей чрезвычайно высокой напряженности электрического поля пробоя, широкой запрещенной зоне, быстрой скорости миграции электронов и превосходной теплопроводности. SiC IGBT уже продемонстрировали исключительные характеристики в диапазоне средних и высоких напряжений (включая, помимо прочего, 10 кВ и ниже) в области силовой электроники благодаря своим превосходным характеристикам проводимости, сверхбыстрой скорости переключения и широкой безопасной рабочей зоне.

Semicorex предлагает высококачественныеКарбид кремния. Если у вас есть какие-либо вопросы или вам нужна дополнительная информация, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам.

Контактный телефон +86-13567891907.

Электронная почта: sales@semicorex.com