Tajemství úspěchu destiček z karbidu křemíku
Téměř všechna zařízení, která dnes používáme, se spoléhají na polovodiče. Nové technologické pokroky vyžadují karbid křemíku (SiC) pro použití v mnoha náročných polovodičových aplikacích. Díky svým fyzikálním a elektronickým vlastnostem, Zařízení na bázi SiC se dobře hodí pro vysokoteplotní a vysoce výkonnou/vysokofrekvenční elektroniku, umožňující pokrok v EV, 5celkové tržby na celosvětovém trhu s fotomaskami v, a technologie IoT. I když nabízejí mnoho výhod pro koncového uživatele, výroba vysoce kvalitních SiC substrátů představuje pro výrobce destiček řadu výzev.
Polovodiče zlepšují náš každodenní život
Následovali jsme zákon Gordona Moora na úroveň, která byla kdysi nepředstavitelná, a polovodiče způsobily revoluci ve způsobu naší práce, komunikovat, cestovat, hrát si, využít energii a léčit nemoci. Nejen, že umožňují užitečná zařízení v našem každodenním životě, ale také je činí kompaktnějšími, levnější, a silnější. Vezměte si vývoj mobilních telefonů, například: první mobilní telefony v 80. letech byly velmi objemné, stojí skoro stejně jako auto, a vzal jen asi 30 minut do nabití.
Dnes, naše chytré telefony jsou vysoce inteligentní mobilní zařízení, která jsou téměř stejně výkonná jako běžné počítače a jsou dostupná pro každého. Překvapivě, největší potenciál je stále před námi. Jako základní kámen technologie, Polovodiče na bázi SiC budou i nadále přinášet zásadní průlomy: transformovat celá průmyslová odvětví, od leteckého průmyslu a spotřební elektroniky po energetiku a medicínu. Dobrým příkladem tohoto posunu je automobilový průmysl.
Elektromobily se vyvinuly z ekologického výklenku na každodenní preferovanou alternativu. Tento vývoj byl podpořen výkonnějším elektrickým pohonem, pomocí vyšších proudů a účinnějších obvodů. Zde hraje hlavní roli karbid křemíku.
Proč zvolit karbid křemíku?
Odpověď je jednoduchá: při vyšších napětích, víc energie, větší účinnost, a lepší spolehlivost. Nejen v průmyslu, ale také v samotných polovodičových materiálech. Abychom vyhověli rostoucím požadavkům elektronických zařízení, Karbid křemíku se stal materiálem substrátu volby pro pokročilé polovodiče, zejména výkonová elektronická zařízení.
Může zvýšit sílu dielektrického průrazného pole 10 doba, průrazné napětí o 15 doba, a tepelná vodivost tím 3 doba. dodatečně, karbid křemíku umožňuje vyšší provozní teploty (až 400 °C oproti 150 °C pro křemík) a má 2-3 krát větší proudová hustota.
Výkon polovodičů z karbidu křemíku při vysoké teplotě, vysoký tlak a síla vedly k rostoucí poptávce v mnoha průmyslových odvětvích. Například, datová centra používají jako zdroj energie karbid křemíku, výrazně snižuje výkon potřebný pro chladicí systémy.
dodatečně, nepřerušitelný zdroj energie (UPS) systém zajišťuje stabilitu, konzistentní moc. Dalším příkladem jsou základnové stanice 5G: zpracovávají stále více dat, což má za následek zvýšené požadavky na energii. Polovodiče z karbidu křemíku se používají v megahertzovém spínání a poskytují vyšší výkon v menším tvarovém faktoru.
Karbid křemíku umožňuje průlom v elektrických vozidlech
Z výhod karbidu křemíku těží zejména automobilový průmysl. Výrobci jako Porsche jsou schopni přeměnit 400voltové baterie na 800voltové baterie díky vyšší účinnosti polovodičů z karbidu křemíku. To má za následek rychlejší nabíjení, menší baterie a delší dojezd. Další aplikace, které využívají SiC:
⊕ Nabíječka autobaterií: Pro nabití baterie přeměňte externí AC na DC, což může zvýšit výkon o polovinu
⊕ Vestavěný DC/DC konvertor: Převeďte napětí palubní baterie na čistou sběrnici 12V DC pro napájení palubního zařízení
⊕ Napájecí systém: střídač, motor a jeho mechanické příslušenství s hnacím ústrojím. Spínací ztráty jsou menší než 80% a velikost se zmenší o 30%. Menší baterie (lehčí hmotnost, méně tepla) a delší výdrž baterie
⊕ Externí rychlonabíječka DC: DC nabíjecí stanice pro rychlé nabíjení
Výzvy, kterým toto odvětví čelí
Očekává se, že poptávka v příštích pěti letech výrazně vzroste, hlavní výzvou pro průmysl není pouze absolutní počet požadovaných destiček, ale také měnící se specifikace waferů. Přísnější tolerance a specifikace budou řídit současné i budoucí výrobní metody. Inovace jsou zásadní pro překonání těchto výzev. Proaktivní přístup k předvídání změn ve výrobní technologii vyžaduje hluboké vztahy s procesními inženýry a R&D založené na důvěře a odborných znalostech při vývoji produktů nové generace.
Výrobci substrátů z karbidu křemíku jsou motivováni zlepšovat efektivitu procesu a snižovat náklady na výrobu plátků, protože trh bojuje o dosažení cenové parity mezi energetickými zařízeními a zařízeními na bázi křemíku.. Dále, obrovský růst poptávky (zrychlená masová výroba, nová zařízení, atd.) a globální omezení dodavatelského řetězce tváří v tvář rostoucí poptávce po aplikacích založených na SiC vyžadují inovace ve výrobních procesech.
