Silisyum karbürün (SIC) yarı iletken endüstrisindeki rolü nedir?
Siyah silisyum karbür (SiC)
Üçüncü nesil yarı iletkenlerin çekirdek malzemesi olan silisyum karbürün (SiC) yarı iletken endüstrisindeki temel rolü aşağıdaki şekilde özetlenebilir:
1. Malzeme performansı inovasyonu
Geniş bant aralığı özellikleri
Bant aralığı genişliği 3,3 eV’dir (silikon için 1,1 eV) ve arıza elektrik alan şiddeti, yüksek voltaj senaryoları (örneğin yeni enerji taşıtlarının elektrikli tahrik sistemleri) için uygun olan silikonun 10 katıdır.
Yüksek ısı iletkenliği
Isı iletkenliği 4,9 W/cm·K’dir (silikon için 1,5 W/cm·K) ve ısı dağıtma verimliliği 3 kat artırılmıştır, bu da cihazın çalışma sıcaklığını azaltır ve artırır
güvenilirlik.
Yüksek frekans ve yüksek hız özellikleri
Elektron doygunluk sürüklenme hızı 2×10⁷cm/s’ye ulaşır (silikonun iki katı), anahtarlama hızı silikon aygıtlardan 100 kat daha hızlıdır ve enerji kaybı %50-%70 oranında azalır,
Yüksek frekanslı uygulamalara uygundur.
2. Temel Uygulama Alanları
Güç Cihazları
Yeni Enerji Araçları : Motor kontrol cihazlarında, araç üstü şarj cihazlarında (OBC), DC/DC dönüştürücülerde vb. sürüş menzilini ve şarj verimliliğini artırmak için kullanılır.
Fotovoltaik/Enerji Depolama : İnverter verimliliğini optimize edin ve enerji kaybını azaltın.
Demiryolu Taşımacılığı/Akıllı Şebeke : Güç sistemi istikrarını iyileştirmek ve yüksek gerilimli güç iletimini desteklemek.
RF Cihazları: 5G haberleşme baz istasyonları ve radarlar gibi yüksek frekans senaryolarına uygulanmak üzere yüksek radyasyon direnci ve termal iletkenlik kullanır.
Diğer Yarıiletken Aygıtlar
LED Alt Tabaka : Yüksek parlaklıktaki LED çip üretiminde kullanılır.
Sensörler ve Süperiletken Aygıtlar: Yüksek sıcaklık direnci ve kimyasal kararlılığı onları aşırı ortamlar (örneğin havacılık) için uygun hale getirir.
3. Endüstriyel Yükseltme ve Promosyon
Geleneksel Silikon Malzemelerin Yerini Alması
1200V’un üzerindeki yüksek gerilim alanlarında silikon tabanlı cihazları kademeli olarak değiştirin, sesi 1/10’a düşürün ve hafifliğe ulaşın.
Endüstriyel Zincirde Teknolojik Atılımlar
Tek Kristal Alt Tabaka Hazırlama: PVT ve sıvı faz yöntemleri ile kristal kalitesini artırın ve kusur yoğunluğunu azaltın.
Hassas işleme : Seramik gravür ve freze makineleri, elmas aletlerle birleştirildiğinde, karmaşık yapıların kalıplanmasını sağlamak için nano düzeyde işleme hassasiyetine ulaşır.
4. Ortaya çıkan senaryoların genişletilmesi
Veri merkezleri ve yapay zeka
Güç dönüşümünün verimliliğini artırın, veri işleme süresini kısaltın ve yapay zekanın bilgi işlem gücü gereksinimlerini destekleyin.
Tüketici elektroniği
AR/VR cihazlarında boyutu küçültün ve pil ömrünü artırın.
Benzersiz özellikleriyle silisyum karbür, yarı iletken endüstrisini yüksek verimli, yüksek frekanslı, yüksek sıcaklıklı ve yüksek basınçlı senaryolara yükseltmeye yönlendiriyor ve güç elektroniği, iletişim, yeni enerji ve diğer alanlarda teknik bir temel taşı haline geliyor.