新能源汽车是碳化硅功率器件市场的主要增长驱动。SiC功率器件主要应用于新能源车逆变器、DC/DC转换器、电机驱动器和车载充电器(OBC)等电控领域,以完成较Si更高效的电能转换。预计随着新能源车需求快速爆发,以及SiC衬底工艺成熟、带来产业链降本增效,产业化进程有望提速。1)应用端:解决电动车续航痛点。据Wolfspeed测算,将纯电动汽车逆变器中的功率组件改成SiC时,可降低电力电子系统的体积、重量和成本,提升车辆5%-10%的续航。据英飞凌测算,SiC器件整体损耗相比Si基器件降低80%以上,导通及开关损耗减小,有助于增加电动车续航里程。哪家碳化硅衬底的的性价比好?河南6寸半绝缘碳化硅衬底
随着全球电子信息及太阳能光伏产业对硅晶片需求量的快速增长,硅晶片线切割用碳化硅微粉的需求量也正在迅速增加。以碳化硅(SiC)及GaN为**的宽禁带材料,是继Si和GaAs之后的第三代半导体。与Si及GaAs相比,SiC具有宽禁带、高热导率、高击穿场强、高饱和电子漂移速率、化学性能稳定等优点。所以,SiC特别适合于制造高温、高频、高功率、抗辐射、抗腐蚀的电子器件。此外,六方SiC与GaN晶格和热膨胀相匹配,也是制造高亮度GaN发光和激光二极管的理想衬底材料。SiC晶体目前主要应用于光电器件如蓝绿光发光二极管以及紫外光激光二极管和功率器件包括大功率肖托基二极管,MES晶体管微波器件等。led碳化硅衬底进口6寸半绝缘苏州性价比较好的碳化硅衬底的公司联系电话。
为提高生产效率并降低成本,大尺寸是碳化硅衬备技术的重要发展方向。衬底尺寸越大,单位衬底可制造的芯片数量越多,单位芯片成本越低。衬底的尺寸越大,边缘的浪费就越小,有利于进一步降低芯片的成本。在半绝缘型碳化硅市场,目前主流的衬底产品规格为4英寸。在导电型碳化硅市场,目前主流的衬底产品规格为6英寸。在8英寸方面,与硅材料芯片相比,8英寸和6英寸SiC生产的主要差别在高温工艺上,例如高温离子注入,高温氧化,高温等,以及这些高温工艺所需求的硬掩模工艺等。根据中国宽禁带功率半导体及应用产业联盟的预测,预计2020~2025年国内市场的需求,4英寸逐步从10万片市场减少到5万片,6英寸晶圆将从8万片增长到20万片;2025~2030年:4英寸晶圆将逐渐退出市场,6英寸晶圆将增长至40万片。
在逆变器中,有六个IGBT,每个IGBT都有一个单独的硅基二极管。使用二极管有几个原因。”Rohm的VanOchten说:“IGBT不喜欢极性接通或跨接电压。”因此,需要在每个IGBT上添加一个二极管,以防止在关闭开关时损坏它。”提高系统效率的一种方法是更换硅二极管。”提高牵引逆变器效率的第一步是将IGBT留在其中。但是,你用碳化硅二极管代替普通的硅二极管,”他说碳化硅二极管具有更好的性能。这将使您的效率提高几个百分点。”可以肯定的是,碳化硅正在升温,电动汽车也在升温。如果供应商能够降低成本,SiCpower半成品似乎处于主导地位。好消息是4英寸和6英寸尺寸的SiC基板和晶圆的生产能力迅速扩大,这将很快降低SiC基板和晶圆的成本。碳化硅衬底的类别一般有哪些?
在4H-SiC材料和器件发展方面,美国处于国际地位,已经从探索性研究阶段向大规模研究和应用阶段过渡。CREE公司已经生产出4英寸(100mm)零微管(ZMP)n型SiC衬底。同时,螺旋位错(screwdislocation)密度被降低到几十个/cm2。商用水平比较高的器件:4H-SiCMESFET在S-波段连续波工作60W(,ldB压缩),漏效率45%(,POUT=PldB),工作频率至。近期CREE公司生产的CRF35010性能达到:工作电压48V,输出功率10W,工作频率,线性增益10dB;美国正在逐步将这种器件装备在***武器上,如固态相控阵雷达系统、***通讯电子系统、高频电源系统、电子战系统——干扰和威胁信号预警等。其中Cree公司的SiCMESFET功率管已经正式装备美国海军的新一代预警机E2D样机。近期俄罗斯、欧洲和日本加快发展,SiC材料生长和器件制造技术也在不断走向成熟。 哪家碳化硅衬底的质量比较高?广州碳化硅衬底
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为何半绝缘型与导电型碳化硅衬底技术壁垒都比较高?PVT方法中SiC粉料纯度对晶片质量具有较大影响。粉料中一般含有极微量的氮(N),硼(B)、铝(Al)、铁(Fe)等杂质,其中氮是n型掺杂剂,在碳化硅中产生游离的电子,硼、铝是p型掺杂剂,产生游离的空穴。为了制备n型导电碳化硅晶片,在生长时需要通入氮气,让它产生的一部分电子中和掉硼、铝产生的空穴(即补偿),另外的游离电子使碳化硅表现为n型导电。为了制备高阻不导电的碳化硅(半绝缘型),在生长时需要加入钒(V)杂质,钒既可以产生电子,也可以产生空穴,让它产生的电子中和掉硼、铝产生的空穴(即补偿),它产生的空穴中和掉氮产生的电子,所以所生长的碳化硅几乎没有游离的电子、空穴,形成高阻不导电的晶片(半绝缘型)。掺钒工艺复杂,所以半绝缘碳化硅很难制备,成本很高。近年来也出现了通过点缺陷来实现高阻半绝缘碳化硅的方法。p型导电碳化硅也不容易制备,特别是低阻的p型碳化硅更不容易制备。 河南6寸半绝缘碳化硅衬底
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