Silicon Carbide: Bintang terang bahan semikonduktor generasi ketiga

1, definisi dan struktur karbida silikon
Silikon karbida, dari segi komposisi kimianya, adalah sebatian yang diperbuat daripada dua elemen, silikon (Si) dan karbon (c), ikatan kovalen. struktur kristalnya kaya dan bervariasi, dan yang biasa adalah sistem kristal yang berbeza (-Sic) dengan -SIC lebih biasa dalam aplikasi perindustrian kerana kestabilan termal dan kimia yang lebih tinggi . pada tahap atom, silikon dan atom karbon adalah sejajar untuk membentuk struktur kekisi yang kuat dan teratur, yang meletakkan asas yang kukuh untuk sifat -sifat unik karbida {{6 i}

2, Ciri -ciri karbida silikon
(1) jalur lebar yang tinggi: silikon karbida mempunyai jalur lebar sehingga 3 . 2ev, kira -kira tiga kali ganda bahan silikon konvensional . Ciri ini membolehkan peranti silikon karbida untuk beroperasi pada suhu yang lebih tinggi, voltan yang lebih tinggi dan lebih tinggi} Suhu, peranti silikon mungkin mengalami peningkatan dramatik dalam kepekatan pembawa disebabkan oleh pengujaan terma, yang boleh menyebabkan kegagalan peranti, sedangkan peranti silikon karbida dapat mengekalkan operasi yang stabil disebabkan oleh jalur lebar yang tinggi, yang secara efektif melindungi terhadap gangguan terma tersebut.
(2) kekonduksian terma yang tinggi: silikon karbida mempunyai kekonduksian terma yang sangat tinggi, iaitu 3-5 kali lebih tinggi daripada silikon . kekonduksian terma yang baik bermakna bahawa karbida silikon dapat menjalankan haba dengan lebih efisien dan cepat menghilangkan haba Kecekapan . Mengambil peranti semikonduktor kuasa sebagai contoh, apabila berjalan pada kuasa tinggi, sejumlah besar haba akan menyebabkan prestasi peranti jatuh atau bahkan merosakkannya . peranti yang dibuat dengan bahan -bahan silikon karbida,
(3) Kekuatan medan pecahan yang tinggi: Kekuatan medan pecahan karbida silikon adalah kira-kira 10 kali dari silikon, yang membolehkannya menahan voltan yang lebih tinggi . dalam elektronik kuasa, kekuatan medan pecahan yang tinggi bermakna bahawa peranti kuasa dapat dihasilkan dengan voltan yang lebih tinggi dan saiz yang lebih tinggi. berkesan mengurangkan bilangan peranti dan saiz sistem, sambil meningkatkan kecekapan penukaran dan kestabilan sistem .
(4) Kekerasan yang tinggi dan rintangan pakai: Silicon carbide sangat sukar, kekerasan mohs 9 . 5, kedua hanya untuk berlian . ciri kekerasan yang tinggi ini menjadikannya secara meluas dalam bidang bahan-bahan yang tahan lurus, Berjalan dalam persekitaran memakai yang keras, seperti jentera perlombongan di penghancur, kilang, penggunaan bahagian bahan silikon karbida dapat meningkatkan rintangan haus peralatan, mengurangkan kos penyelenggaraan peralatan, dan memanjangkan hayat perkhidmatan peralatan.
(5) Kestabilan kimia: karbida silikon mempunyai kestabilan kimia yang baik, pada suhu bilik hampir tidak bertindak saluran paip tahan kakisan, lapisan reaktor dan sebagainya pada .

3, permohonan karbida silikon
(1) Kenderaan Tenaga Baru: Dalam bidang kenderaan tenaga baru, silikon karbida memainkan peranan yang semakin penting . di satu pihak, penggunaan modul kuasa karbida dalam sistem pemacu motor dapat meningkatkan kecekapan sistem, dengan itu meningkatkan julat kenderaan {{2} Penambahbaikan yang ketara dalam kecekapan dan prestasi tenaga . sebaliknya, dalam pengisian di atas papan dan penukaran dc/dc, penggunaan peranti silikon karbida dapat merealisasikan ketumpatan kuasa yang lebih tinggi dan kelajuan pengisian yang lebih cepat, dengan itu meningkatkan pengalaman pengecasan pengguna {6}
(2) Komunikasi 5G: Rangkaian Komunikasi 5G meletakkan keperluan yang lebih tinggi ke atas prestasi peranti RF . kerana mobiliti elektron yang tinggi, kekuatan medan pecahan yang tinggi dan ciri-ciri lain, silikon berasaskan karbida boleh mencapai output kuasa yang lebih tinggi dan pemprosesan yang lebih efisien} dan ciri -ciri ringan peranti silikon karbida juga membantu mengurangkan jumlah dan berat peralatan stesen pangkalan, meningkatkan integrasi dan kebolehpercayaan peralatan, dan mempromosikan aplikasi dan pembangunan teknologi komunikasi 5G yang meluas .
(3) penyimpanan fotovoltaik dan tenaga: Dalam industri photovoltaic, penyongsang adalah peralatan utama untuk menukar tenaga solar ke dalam elektrik . penerapan peranti kuasa karbida silikon dapat meningkatkan kecekapan penukaran efisien} Penyimpanan, peranti karbida silikon boleh digunakan dalam sistem pengurusan bateri dan sistem penukaran kuasa, yang dapat merealisasikan pengecasan dan pelepasan yang cepat, meningkatkan kestabilan dan kebolehpercayaan sistem penyimpanan tenaga, dan mempromosikan pembangunan dan penerapan teknologi penyimpanan tenaga .
(4) Aeroangkasa: Bidang aeroangkasa sangat menuntut prestasi bahan-bahan, yang memerlukan bahan-bahan dengan kebolehpercayaan yang tinggi, rintangan suhu tinggi, rintangan radiasi dan ciri-ciri lain . karbida silikon telah digunakan secara meluas dalam medan aeroangkasa dengan baik. Komponen enjin penerbangan, sistem pelesapan haba peralatan elektronik dalam pesawat dan sistem kuasa satelit, membantu meningkatkan prestasi dan kebolehpercayaan peralatan aeroangkasa, mengurangkan berat peralatan, dan meningkatkan kecekapan penggunaan tenaga .
(5) Kuasa Perindustrian dan Elektrik: Di dalam bidang perindustrian, karbida silikon boleh digunakan untuk menghasilkan pelbagai suhu yang tahan haus, suhu tinggi, bahagian-bahagian yang tahan karat, seperti meterai mekanikal,} {5} Peranti kuasa karbida boleh digunakan dalam penghantaran, transformasi dan pengedaran grid pintar, untuk merealisasikan penukaran yang cekap dan penghantaran tenaga elektrik, meningkatkan kestabilan dan kebolehpercayaan grid kuasa, dan mengurangkan kerugian penghantaran .
4, Trend Pembangunan Silicon Carbide
(1) inovasi teknologi untuk mempromosikan prestasi: Dengan pembangunan teknologi sains dan semikonduktor yang berterusan, proses penyediaan karbida silikon dan teknologi pembuatan peranti akan terus berinovasi {}} pada masa akan datang, melalui pengoptimuman proses pertumbuhan kristal, meningkatkan teknologi dan meningkatkan prestasi, Permohonan Silicon Carbide di lebih banyak bidang mewah .
(2) Pengurangan kos untuk menggalakkan penembusan pasaran: Pada masa ini, kos bahan dan peranti silikon karbida yang agak tinggi, mengehadkan aplikasi besar-besarannya . pada masa akan datang, dengan pengembangan skala pengeluaran, kematangan teknologi dan penambahbaikan}}}} melalui} melalui}} melalui} melalui}}} melalui}}}}}}}}}}}}}} {} pengembangan kapasiti pengeluaran untuk mencapai skala ekonomi, mengurangkan kos pengeluaran bagi setiap unit produk; Sebaliknya, inovasi teknologi akan meningkatkan kecekapan pengeluaran, mengurangkan penggunaan bahan mentah dan kadar sekerap, dan seterusnya mengurangkan kos . kos yang dikurangkan akan menjadikan karbida silikon di lebih banyak bidang dengan kemungkinan ekonomi, untuk mempromosikan penembusan pasaran dan pengembangan aplikasi .
(3) Kawasan aplikasi terus berkembang: Dengan peningkatan prestasi karbida silikon dan pengurangan kos, kawasan aplikasinya akan terus berkembang . sebagai tambahan kepada kenderaan tenaga baru yang sedia ada. Penggunaan potensi besar . pada masa yang sama, kerana kebimbangan global untuk kecekapan tenaga dan perlindungan alam sekitar terus berkembang, karbida silikon, sebagai bahan yang sangat efisien dan penjimatan tenaga, akan memainkan peranan yang lebih penting dalam sektor tenaga, menyumbang kepada peralihan tenaga global dan pembangunan mampan .
(4) Perkembangan sinergi perindustrian yang dipercepatkan: Pembangunan industri silikon karbida tidak dapat dipisahkan dari rantaian industri hulu dan hiliran perusahaan . pada masa akan datang, perusahaan dalam substrat, epitaxial, pembuatan peranti, pembangunan aplikasi akan menguatkan kerjasama} {} urus niaga} Pengoptimuman pengurusan rantaian bekalan, dan lain -lain ., untuk meningkatkan daya saing keseluruhan industri dan mempromosikan perkembangan pesat dan sihat industri karbida silikon .
Kesimpulannya, sebagai wakil dari generasi ketiga bahan semikonduktor, silikon karbida menjadi hotspot penyelidikan global dalam bidang sains bahan dan semikonduktor dan fokus pembangunan perindustrian berdasarkan prestasi yang sangat baik dan prospek yang sangat baik terhadap pemangkin yang lebih baik terhadap pemantauan yang lebih baik terhadap pemantauan yang diharapkan, Sumbangan untuk mempromosikan kemajuan saintifik dan teknologi moden dan pembangunan sosial .