询问
半导体中的碳化物
2025-01-16

Silicon Carbide in Semiconductor

        (SIC产品 用于由 Wintrustek)



碳化硅, 或者sic,是一种完全由硅和碳制成的半导体基本材料。 SIC可以用磷或氮掺杂,以创建N型半导体,也可以与铍,硼,铝或凝胶掺杂以创建P型半导体。

 

优势

  • 高最大电流密度

  • 高温电导率的120–270 W/mk

  • 低4.0x10^-6/°C热膨胀系数

 

碳化硅由于这三种特性,具有出色的电导率,尤其是与SIC更知名的亲戚硅形成对比时。由于其独特的属性 sic是需要高温,高电流和高导热率的高功率应用的非常理想的材料。

sic已成为半导体业务的主要力量,为电力模块,肖特基二极管和MOSFET提供电力,用于高效,高功率应用。 SIC允许电压阈值超过10kV,尽管它比硅MOSFET昂贵,该硅通常仅限于900V时故障电压。

此外,sic可以处理高操作频率并具有非常低的开关损失,这使其能够达到当前无与伦比的效率,尤其是在高于600伏的电压的应用中。 SIC设备可以将尺寸缩小300%,总系统成本降低20%,并且正确使用后,转换器和逆变器系统损失将超过50%。由于系统总数的减小,SIC在重量和空间至关重要的应用中可能非常有帮助。

 

应用

 

太阳能行业

 

效率和降低成本也受到SIC启用逆变器的修改的显着影响。当碳化硅用于太阳逆变器中时,与硅标准相比,系统的开关频率增加了两到三倍。开关频率的增加使人可以减少电路中的磁力,从而节省了大量的空间和金钱。因此,基于碳化硅的逆变器设计几乎比基于硅的逆变器的大小和重量一样大。 SIC对其他材料(例如硝酸盐)的强大耐力和可靠性是推动太阳能专家和制造商使用它的另一个原因。由于碳化硅是可靠的,因此太阳能系统可以达到连续运行超过十年所需的持续寿命。

 

 

EV用法

 

EV和EV充电系统行业是SIC半导体增长最大的领域之一。从车辆的角度来看,SIC是运动驱动器的绝佳选择,其中包括电动火车以及行驶我们道路的电动汽车。

 

sic由于电动机系统的可靠性和性能,是电动机驱动系统的绝佳选择。此外,使用SIC可以减小系统尺寸和重量,这是EV效率的重要因素,因为其高性能与大小的比率以及基于SIC的系统经常需要使用更少的整体组件的事实。

 

SIC在电动电动电池充电系统中的应用也正在扩大。充电电池所需的时间长度是采用电动汽车的主要障碍之一。制造商正在寻找这次缩短的方法,而SIC通常是解决方案。在板外充电解决方案中使用SIC功率组件的利用使电动汽车充电站制造商通过利用SIC的高功率输送功能和快速切换速度来优化充电性能。结果的充电时间最高2倍。

 

 

不间断的电源和数据中心

 

数据中心的作用对各种规模和行业的公司越来越重要当他们经历数字化转型时。

 

sic可以在不损害性能的情况下较冷并且具有更高的热效率。此外,使用SIC组件的数据中心由于功率密度的增加,可能会在较小的足迹中容纳更多的设备。

 

这些数据中心的另一个功能是不间断的电源(UPS),即使在发生停电时,也有助于确保系统仍在运行。由于其可靠性,有效性和能力以最小的损失提供清洁能力,因此SIC在UPS系统中找到了席位。当UPS将直流电源转换为交流电源时,将会造成损失;这些损失减少了UPS可以提供​​备份功率的时间。 SIC有助于降低这些损失并提高UPS的能力。当空间有限时,具有较高功率密度的UPS系统也可以更好地运行,而无需占用更多空间,这很重要。

 

总结,sic随着应用程序的扩展,将成为半导体设计的重要组成部分。


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