کاربید سیلیکون (SIC) چه نقشی در صنعت نیمه هادی ایفا می کند؟
کاربید سیلیکون سیاه (SiC)
به عنوان ماده اصلی نیمه هادی نسل سوم، نقش کلیدی کاربید سیلیکون (SiC) در صنعت نیمه هادی را می توان به شرح زیر خلاصه کرد:
۱. نوآوری در عملکرد مواد
ویژگی‌های شکاف باند پهن
پهنای باند آن ۳.۳ الکترون‌ولت (۱.۱ الکترون‌ولت برای سیلیکون) است و قدرت میدان الکتریکی شکست آن ۱۰ برابر سیلیکون است که برای سناریوهای ولتاژ بالا (مانند سیستم‌های محرک الکتریکی خودروهای انرژی نو) مناسب است.
رسانایی حرارتی بالا
رسانایی حرارتی ۴.۹ وات بر سانتی‌متر مربع کلوین (۱.۵ وات بر سانتی‌متر مربع کلوین برای سیلیکون) است و راندمان اتلاف حرارت ۳ برابر افزایش یافته است که این امر باعث کاهش دمای کارکرد دستگاه و افزایش …
قابلیت اطمینان.
ویژگی‌های فرکانس بالا و سرعت بالا
نرخ رانش اشباع الکترون به 2×10⁷cm/s (دو برابر سیلیکون) می‌رسد، سرعت سوئیچینگ 100 برابر سریع‌تر از قطعات سیلیکونی است و اتلاف انرژی 50 تا 70 درصد کاهش می‌یابد.
که برای کاربردهای فرکانس بالا مناسب است.
۲. حوزه‌های کاربردی اصلی
دستگاه‌های قدرت
وسایل نقلیه انرژی نو : در کنترل‌کننده‌های موتور، شارژرهای داخلی (OBC)، مبدل‌های DC/DC و غیره برای بهبود برد رانندگی و راندمان شارژ استفاده می‌شوند.
فتوولتائیک/ذخیره انرژی : بهینه‌سازی راندمان اینورتر و کاهش اتلاف انرژی.
حمل و نقل ریلی/شبکه هوشمند : بهبود پایداری سیستم قدرت و پشتیبانی از انتقال برق ولتاژ بالا.
دستگاه‌های RF: از مقاومت در برابر تابش بالا و رسانایی حرارتی برای استفاده در سناریوهای فرکانس بالا مانند ایستگاه‌های پایه ارتباطی 5G و رادارها استفاده می‌کنند.
سایر دستگاه‌های نیمه‌هادی
زیرلایه LED : برای تولید تراشه LED با روشنایی بالا استفاده می‌شود.
حسگرها و دستگاه‌های ابررسانا: مقاومت در برابر دمای بالا و پایداری شیمیایی، آنها را برای محیط‌های سخت (مانند هوافضا) مناسب می‌کند.
۳. ارتقاء و ارتقای صنعتی
جایگزینی مواد سیلیکونی سنتی
به تدریج دستگاه‌های مبتنی بر سیلیکون را در میدان‌های ولتاژ بالا بالای ۱۲۰۰ ولت جایگزین کنید، حجم را به ۱/۱۰ کاهش دهید و به وزن سبک برسید.
پیشرفت‌های تکنولوژیکی در زنجیره صنعتی
آماده‌سازی زیرلایه تک کریستالی: بهبود کیفیت کریستال و کاهش چگالی نقص از طریق روش‌های PVT و فاز مایع.
ماشین‌کاری دقیق : ماشین‌های حکاکی و فرزکاری سرامیکی همراه با ابزارهای الماسه، به دقت ماشین‌کاری در سطح نانو دست می‌یابند تا قالب‌گیری سازه‌های پیچیده را تضمین کنند.
۴. گسترش سناریوهای نوظهور
مراکز داده و هوش مصنوعی
بهبود بهره‌وری تبدیل توان، کاهش زمان پردازش داده‌ها و پشتیبانی از الزامات توان محاسباتی هوش مصنوعی.
لوازم الکترونیکی مصرفی
کاهش اندازه و افزایش عمر باتری در دستگاه‌های AR/VR.
کاربید سیلیکون با خواص منحصر به فرد خود، صنعت نیمه‌هادی را به سمت ارتقاء به سناریوهای با راندمان بالا، فرکانس بالا، دما و فشار بالا سوق می‌دهد و به سنگ بنای فنی در الکترونیک قدرت، ارتباطات، انرژی‌های نو و سایر زمینه‌ها تبدیل می‌شود.