Carburo di silicio: la stella luminosa di materiali per semiconduttori di terza generazione

1, Definizione e struttura del carburo di silicio
Il carburo di silicio, in termini di composizione chimica, è un composto fatto di due elementi, silicio (SI) e carbonio (c), legato in modo covalente . la sua struttura cristallina è ricca e variata, e quelle comuni sono sistemi di cristallo cubico (-sic) e sistema di cristallo {3 -Sic essendo più comune nelle applicazioni industriali a causa della sua maggiore stabilità termica e chimica . a livello atomico, gli atomi di silicio e carbonio sono allineati precisamente per formare una struttura reticolare forte e organizzata, che pone una solida base per le proprietà uniche del silicio in carbide .

2, Caratteristiche del carburo di silicio
(1) alta larghezza di banda: il carburo di silicio ha una larghezza di banda fino a 3 . 2ev, circa tre volte quella dei materiali di silicio convenzionali . questa funzione consente ai dispositivi in ​​carburo di silicio di funzionare stabilmente alle temperature più alte, a temperature più alte, a tensioni più elevate e con tappe di perdita più basse, che hanno significativamente migliorato le prestazioni di affidabilità {4} Le temperature, i dispositivi di silicio possono sperimentare un drammatico aumento della concentrazione del vettore a causa dell'eccitazione termica, che può portare a guasti al dispositivo, mentre i dispositivi in ​​carburo di silicio sono in grado di mantenere un funzionamento stabile a causa della sua elevata larghezza di banda, che protegge efficacemente da tali disturbi termici.
(2) Alta conducibilità termica: il carburo di silicio ha una conducibilità termica molto elevata, che è 3-5 volte superiore a quella del silicio . buona conducibilità termica significa che il calburo di silicio è in grado di condurre il calore in modo più efficiente e rapido il calore generato durante l'operazione di dispositivi elettronici, il buon modo di dissipare il dispositivo di calo Efficienza . prendendo come esempio i dispositivi a semiconduttore di potenza, quando si funziona ad alta potenza, una grande quantità di calore farà cadere le prestazioni del dispositivo o addirittura danneggiarlo . dispositivi realizzati con materiali in carburo di silicio, tuttavia, sono in grado di correre stabilmente e costantemente a una potenza più alta a causa della sua eccellente capacità di dissipazione del calore, migliorando notevolmente le prestazioni e le prestazioni della vita di 5}}
(3) Elevata potenza del campo di rottura: la resistenza del campo di rottura della carburo di silicio è circa 10 volte quella del silicio, che gli consente di resistere a tensioni più elevate . in elettronica di potenza, l'elevata resistenza del campo di rottura significa che i dispositivi di alimentazione possono essere fabbricati con le tensioni di alimentazione, gli uso di addebito, gli uso di alimentazione, gli uso di addebito, gli uso di alimentazione, gli uso di alimentazione, gli uso di alimentazione, gli uso di alimentazione, gli uso di alimentazione, gli uso di alimentazione, gli uso di alimentazione, gli uso di alimentazione, gli uso di addebito, gli uso di alimentazione, gli uso di addebito per l'uso di addebito, l'uso di addebito ad alta potenza, l'uso di addebito ad alimentazione, l'uso di un uso di alimentazione. I dispositivi in ​​carburo possono ridurre efficacemente il numero di dispositivi e dimensioni del sistema, migliorando al contempo l'efficienza di conversione e la stabilità del sistema .
(4) Elevata durezza e resistenza all'usura: il carburo di silicio è estremamente difficile, la durezza MOHS di 9 . 5, secondo solo a diamante . questa caratteristica ad alta durezza lo rende ampiamente utilizzato nel campo industriale, come la produzione di industrie, come fare abrasivi, come fare le attrezzature, come la produzione di attrezzature, come la produzione di industrie, come fare le attrezzature, come fare le attrezzature, come fare le attrezzature, come fare le attrezzature, come fare le attrezzature, come fare le attrezzature, come fare le attrezzature, come fare le attrezzature, come fare le attrezzature, come la produzione di indicato L'ambiente di usura rigida, come i macchinari minerari nel frantoio, il mulino, l'uso di parti del materiale in carburo di silicio può migliorare significativamente la resistenza all'usura dell'attrezzatura, ridurre il costo della manutenzione dell'attrezzatura ed estendere la durata dell'attrezzatura.
(5) Chemical stability: silicon carbide has good chemical stability, at room temperature almost does not react with any chemical reagents, even at high temperatures, strong acids and alkalis and other extreme environments, its chemical properties are relatively stable. This characteristic makes silicon carbide in the chemical industry, metallurgy and other corrosive environments have important application value, for example, can be used in La produzione di pipeline resistenti alla corrosione, rivestimento del reattore e così su .

3, l'applicazione di carburo di silicio
(1) new energy vehicles: in the field of new energy vehicles, silicon carbide is playing an increasingly important role. On the one hand, the use of silicon carbide power modules in motor drive systems can significantly improve system efficiency and reduce energy loss, thereby increasing the vehicle's range. For example, the Tesla Model 3 uses silicon carbide power modules, which have led to significant Miglioramenti dell'efficienza energetica e delle prestazioni . D'altra parte, nella ricarica di bordo e nella conversione DC/DC, l'applicazione dei dispositivi in ​​carburo di silicio può realizzare una maggiore densità di potenza e una velocità di ricarica più rapida, migliorando così l'esperienza di ricarica {.
(2) 5G communication: 5G communication network puts forward higher requirements on the performance of RF devices. Due to its high electron mobility, high breakdown field strength and other characteristics, silicon carbide-based RF devices are able to achieve higher power output and more efficient signal processing to meet the demand for high-power, high-efficiency RF devices in 5G base stations. At the same time, the Le caratteristiche di miniaturizzazione e leggere dei dispositivi in ​​carburo di silicio aiutano anche a ridurre il volume e il peso delle attrezzature della stazione base, migliorare l'integrazione e l'affidabilità delle attrezzature e promuovere l'applicazione diffusa e lo sviluppo della tecnologia di comunicazione 5G .
(3) Phovoltaic ed energia di conservazione: Nell'industria fotovoltaica, l'inverter è l'attrezzatura chiave per convertire l'energia solare in elettricità . l'applicazione dei dispositivi di alimentazione in carburo di silicio possono effettivamente migliorare l'efficienza di conversione dell'inverter e ridurre la sua perdita di energia nel processo di lavoro, migliorando così le prestazioni complessive e i benefici economici del sistema di energia della fotovoltaico in un campo di generazione di un'energia di conversione nel campo dell'energia della fotovoltaica del campo di energia della fotovoltaica nel campo della foto -potenza del sistema di generazione di energia {2} I dispositivi di conservazione, in carburo di silicio possono essere utilizzati nei sistemi di gestione delle batterie e nei sistemi di conversione di potenza, che possono realizzare rapidi ricarica e scarico, migliorare la stabilità e l'affidabilità del sistema di stoccaggio energetico e promuovere lo sviluppo e l'applicazione della tecnologia di stoccaggio di energia .
(4) Aerospace: il campo aerospaziale è estremamente impegnativo per le prestazioni dei materiali, che richiede materiali con alta affidabilità, resistenza ad alta temperatura, resistenza alle radiazioni e altre caratteristiche . Il carburo di silicio è stato ampiamente utilizzato nel campo aerospaziale in virtù in virtù della sua eccellente prestazione completa . per esempio per l'esempio di materiali di silicone e dei dispositivi aerospazia I motori, i sistemi di dissipazione del calore delle apparecchiature elettroniche negli aeromobili e i sistemi di alimentazione dei satelliti, contribuendo a migliorare le prestazioni e l'affidabilità delle apparecchiature aerospaziali, ridurre il peso delle apparecchiature e migliorare l'efficienza dell'utilizzo di energia .
; I dispositivi di alimentazione in carburo possono essere utilizzati nella trasmissione, trasformazione e distribuzione della griglia intelligente, per realizzare una conversione e trasmissione efficienti di energia elettrica, migliorare la stabilità e l'affidabilità della griglia elettrica e ridurre le perdite di trasmissione .
4, la tendenza allo sviluppo del carburo di silicio
(1) technological innovation to promote performance: with the continuous development of materials science and semiconductor technology, silicon carbide preparation process and device manufacturing technology will continue to innovate. In the future, through the optimization of crystal growth process, improve epitaxial technology and device design, is expected to further improve the quality and performance of silicon carbide materials, reduce defect density, improve device integration and reliability, expanding the application of Carburo di silicio in campi più di fascia alta .
(2) Riduzione dei costi per promuovere la penetrazione del mercato: al momento, il costo relativamente elevato dei materiali e dei dispositivi in ​​carburo di silicio, limitando la sua applicazione su larga scala . in futuro, con l'espansione della scala di produzione, la maturità della tecnologia e il miglioramento della catena industriale, il miglioramento della produzione di produzione si prevede che si prevede gradualmente {3} man mano, il miglioramento della catena industriale Espansione della capacità produttiva per raggiungere le economie di scala, ridurre il costo di produzione per unità di prodotto; D'altra parte, l'innovazione tecnologica migliorerà l'efficienza della produzione, ridurrà il consumo di materie prime e tasso di rottami e ridurrà ulteriormente i costi . ridotti i costi renderà il carburo di silicio in più aree con fattibilità economica, per promuovere la sua penetrazione di mercato e l'espansione delle applicazioni .}}}}}
(3) Application areas continue to expand: with the improvement of silicon carbide performance and cost reduction, its application areas will continue to expand. In addition to the existing new energy vehicles, 5G communications, photovoltaic energy storage and other areas of in-depth application, silicon carbide will also be in the emerging areas such as quantum computing, artificial intelligence hardware acceleration, solid-state LiDAR and other Gli aspetti dell'applicazione dell'enorme potenziale . allo stesso tempo, poiché la preoccupazione globale per l'efficienza energetica e la protezione ambientale continuano a crescere, il carburo di silicio, in quanto materiale altamente efficiente e di risparmio energetico, svolgerà un ruolo più importante nel settore energetico, contribuendo alla transizione energetica globale e allo sviluppo sostenibile .}
(4) Sviluppo accelerato della sinergia industriale: lo sviluppo dell'industria del carburo di silicio non può essere separato dalla catena industriale di imprese a monte e a valle . in futuro, aziende in substrato, epitassiali, manifatturieri di dispositivi, sviluppo e sviluppo dell'indusdia Standard, ottimizzazione della gestione della catena di approvvigionamento, ecc. ., per migliorare la competitività complessiva del settore e promuovere lo sviluppo rapido e sano dell'industria del carburo di silicio .
In conclusione, come rappresentante della terza generazione di materiali per semiconduttori, il carburo di silicio sta diventando un hotspot di ricerca globale nel campo della scienza dei materiali e dei semiconduttori e il focus dello sviluppo industriale in virtù delle sue eccellenti prestazioni e ampie prospettive di applicazione . con il progresso continuo e la maturazione graduale del settore, si aspetta più importanti per la realizzazione in più per la realizzazione di una fase di accontenti e si prevede di fare più rapporti con i rapporti con il silumone e il fatto che si tratti di un contributo per la realizzazione di un imagito per essere più importanti per la realizzazione di MASTUTTIVI e alla promozione del moderno progresso scientifico e tecnologico e sviluppo sociale .