SiC在半导体上的应用
随着电子设备和逻辑板的市场进一步增长,传统硅的缺点日益凸显,为此设计师和制造商一直在寻找更好,更智能的方法来制造这些重要组件。碳化硅就是这样一个存在,由于碳化硅材料具有较大的禁带宽度以及优异的导热性能,相比传统硅技术,碳化硅技术可以兼得高频和高压这两个重要特性。而且相同规格的碳化硅芯片只有硅芯片十分之一大小,不仅如此,基于碳化硅技术的系统应用中,更少的散热需求和更小的被动元器件导致整个装置的体积也大大减小。 因此碳化硅功率半导体在普通硅半导体中脱颖而出,在电子电力、光电子以及微波通讯等领域均有着广阔的应用前景。 电力行业是SiC功率半导体的重要市场之一,特别是由于其在大功率应用场合中仍然有较低的功耗。以SiC为代表的第三代半导体具有禁带宽、热导率高,击穿场强高,饱和电子漂移速率高,化学性能稳定,硬度高,抗磨损,高键和高能量以及抗辐射等优点,可广泛用于制造高温,高频,高功率,抗辐射,大功率和高密集集成电子器件。 用SiC制造的组件包括二极管,各种晶体管类型(例如MOSFET,JFET和IGBT)和栅极截止晶闸管,通过使用这样的基本构建块,可以创建更小,更轻,效率极高的电源模块,用于将电源切换到负载或从负载切换电源以及进行转换。用SiC衬底开发的电力电子器件可用在输变电、风力发电、太阳能、混合动力汽车等电力电子领域,降低电力损失,减少发热量,高温工作,提高效率,增加可靠性。 早期用例,特斯拉已经将意法半导体的基于SiC MOSFET的功率模块集成到Model 3逆变器中。Model 3具有一个主逆变器,该逆变器需要24个电源模块,每个电源模块均基于两个碳化硅MOSFET管芯,每辆汽车总共有48个SiC MOSFET管芯。这些MOSFET由位于意大利卡塔尼亚的意法半导体晶圆厂制造。 |