它們體積小巧，功能強大且效率極高：由碳化硅制成的半導體可以幫助將電池和傳感器中的電力電子技術提升到一個新的水平-為電動汽車的突破和支持工業(yè)領域的數(shù)字化做出重大貢獻。

 

在某些重要應用中，由碳化硅（SiC）制成的半導體比傳統(tǒng)半導體更有效地處理電。因此，這項新技術特別受電動汽車制造商的關注：由于采用SiC半導體，改進的電池控制有助于節(jié)省能源，從而極大地增加了電動汽車的使用壽命。SiC基半導體還可實現(xiàn)更快的充電速度。今天，每輛電動汽車中已經(jīng)有很多半導體。未來，尤其是SiC轉化器件將因其切換速度，熱損失和緊湊尺寸的優(yōu)勢而興起。其他公司，例如移動網(wǎng)絡提供商，智能手機制造商和自動化行業(yè)，也對這些微型芯片寄予厚望。

 

 

與傳統(tǒng)的硅半導體相比，SiC功率電子半導體可以制造出多少小得多的材料。這是可能的，因為它們具有較大的帶寬，從而使它們能夠以較少的熱損失轉換電能。硅半導體必須大得多才能實現(xiàn)相同的性能。

 

 

與由硅制成的常規(guī)半導體相比，SiC半導體中會發(fā)生熱損失。因此，SiC半導體的重要應用領域是電力電子學，即將電能轉換為設備可用的形式。例如，對于筆記本電腦，半導體被藏在充電器的變壓器中。到目前為止，硅半導體主要用于此用途，但它們會散發(fā)大量能量作為熱量。使用碳化硅半導體，熱量損失將大大減少，并且更多的能量可用于充電。

 

 

與硅晶體管相比，SiC晶體管還可以提高開關頻率。這是SiC半導體可用于制造尺寸明顯較小的組件的另一個原因。

 

 

SiC半導體可以實現(xiàn)電動汽車更大的范圍，因為它們可以更有效地轉換能量。結果，汽車制造商可以在其電動汽車中安裝較小的電池。這對于制造商來說是雙贏的，并且可以為行業(yè)帶來動力。

 

 

SiC半導體也是理想的。超高速網(wǎng)絡將需要大量的功率和性能，尤其是傳輸站等基礎設施組件。為了使智能手機更快地充電，制造商將來可能會使用SiC半導體。此外，新型半導體還非常適合無線充電器和數(shù)據(jù)中心服務器。

 

 

SiC半導體為數(shù)字化工業(yè)流程開辟了道路。例如，可以用更快的傳感器系統(tǒng)更好地支持對電力電子設備要求特別高的速度的過程?；赟iC半導體的5G控制的移動設備的使用也為工業(yè)4.0的進一步優(yōu)化提供了巨大的潛力。

 

 

去年整個半導體行業(yè)的營業(yè)額。SiC半導體仍然是小眾產(chǎn)品，銷售額約為5億美元。但是，行業(yè)專家預計，電動汽車將使銷售快速增長，在2020年至2022年之間每年增長10％至25％，到2023年將達到40％以上。

 

基本上，所有半導體都是由晶體制成的，晶體是由粉末（例如硅或碳化硅）在非常高的溫度下制成的。隨后將晶體切成薄片，稱為晶圓。可以將非常復雜的電子電路沉積到晶圓上，從而最終構成微電子設備。

 

 

碳化硅半導體的生產(chǎn)和碳化硅晶體的生長已進行了大量研究，而碳化硅晶體的生長主要采用物理氣相傳輸（PVT）工藝。在高溫和低壓下制造小的碳化硅晶體。顆粒通過載氣到達較冷的籽晶，在此由于過飽和而發(fā)生結晶。

 

 

是碳化硅單晶材料生長過程所必需的。相反，常規(guī)硅晶體僅需要約1,500度的溫度。

 

 

是在爐中生長碳化硅晶體所需的時間。這以及顯著更高的能耗，是它們比普通硅晶體貴的原因之一，而普通硅晶體可以在兩天內生長。

 

 

是最近的碳化硅晶片的尺寸。很快，將以工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)直徑200毫米的SiC晶片。此時，它們的尺寸將達到“傳統(tǒng)”硅基行業(yè)的標準，從而實現(xiàn)SiC基電子產(chǎn)品的突破。