من المتوقع أن يكون كربيد السيليكون لمركبات الطاقة الجديدة

لطالما كان السيليكون هو المادة الأكثر استخدامًا لتصنيع رقائق أشباه الموصلات ، وذلك أساسًا بسبب الاحتياطي الكبير للسيليكون ، تكون التكلفة منخفضة نسبيًا ، والإعداد بسيط نسبيًا. ومع ذلك ، يتم إعاقة تطبيق السيليكون في مجال الأجهزة البصرية والأجهزة عالية التردد العالية ، وأداء تشغيل السيليكون بترددات عالية ضعيف ، وهو أمر غير مناسب للتطبيقات عالية الجهد. لقد جعلت هذه القيود من الصعب بشكل متزايد على أجهزة الطاقة القائمة على السيليكون تلبية احتياجات التطبيقات الناشئة مثل مركبات الطاقة الجديدة والسكك الحديدية عالية السرعة لأداء عالي الطاقة وعالي التردد.

في هذا السياق ، دخل كربيد السيليكون إلى دائرة الضوء. مقارنة بمواد أشباه الموصلات من الجيل الأول والثاني ، يحتوي SIC على سلسلة من الخواص الفيزيائية والكيميائية الممتازة ، بالإضافة إلى عرض فجوة الشريط ، كما أنه يتمتع بخصائص المجال الكهربائي العالي ، وسرعة الإلكترون التشبع العالية ، والتوصيل الحراري العالي ، وكثافة الإلكترون العالية وتنقل عالية. المجال الكهربائي للانهيار الحرج في SIC هو 10 أضعاف حجم SI و 5 أضعاف GAAs ، مما يحسن قدرة الجهد على الجهد ، وتردد التشغيل ، والكثافة الحالية للأجهزة الأساسية ، ويقلل من فقدان التوصيل للجهاز. إلى جانب التوصيل الحراري الأعلى من CU ، لا يتطلب الجهاز أجهزة تبديد حرارة إضافية لاستخدامها ، مما يقلل من حجم الماكينة الكلية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن أجهزة SIC لديها خسائر في التوصيل منخفضة للغاية ويمكنها الحفاظ على أداء كهربائي جيد على ترددات عالية للغاية. على سبيل المثال ، يمكن أن يزيد التغيير من حل من ثلاثة مستويات يعتمد على أجهزة SI إلى حل من مستويين يعتمد على SIC من الكفاءة من 96 ٪ إلى 97.6 ٪ ويقلل من استهلاك الطاقة بنسبة تصل إلى 40 ٪. لذلك ، تتمتع أجهزة SIC بمزايا كبيرة في تطبيقات منخفضة الطاقة ، مصغرة وعالية التردد.

بالمقارنة مع السيليكون التقليدي ، فإن أداء الحد الأقصى لاستخدام كربيد السيليكون أفضل من السيليكون ، والذي يمكن أن يلبي احتياجات التطبيق من درجة الحرارة المرتفعة والضغط العالي والتردد العالي والطاقة العالية وغيرها من الظروف ، وتم تطبيق كربيد السيليكون الحالي أجهزة RF وأجهزة الطاقة.

يمكن أن تجعل مواد كربيد السيليكون حجم الجهاز أصغر وأصغر ، والأداء يتحسن وأفضل ، لذلك في السنوات الأخيرة ، فضل مصنعو السيارات الكهربائية ذلك. وفقًا لـ ROHM ، محول 5KW LLCDC/DC ، تم استبدال لوحة التحكم في الطاقة بواسطة كربيد السيليكون بدلاً من أجهزة السيليكون ، تم تخفيض الوزن من 7 كجم إلى 0.9 كجم ، وتم تخفيض حجم من 87555cc إلى 1350cc. حجم جهاز SIC هو 1/10 فقط من جهاز الجهاز السيليكون من نفس المواصفات ، وفقدان الطاقة لنظام Si Carbit MOSFET أقل من 1/4 من نظام IGBT المستند إلى السيليكون ، والذي يمكنه أيضًا جلب تحسينات كبيرة في الأداء على المنتج النهائي.