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碳化硅材料半导体那么贵为什么还有人用

(2016-06-22 21:30:41)
标签:

泰科天润

碳化硅

炫芯微电子

碳化硅二极管

大功率

       碳化硅材料半导体那么贵为什么还有人用,虽然随着技术的发展,目前碳化硅成本下降很多,但是据市场价格表现同类型的硅材料与碳化硅材料的半导体器件价格相差十倍有余。
       碳化硅单晶体可以制作晶体管(二极管和三极管)。因为碳化硅的禁带宽度大,故做成的器件能耐高压和高温,是一种很好的大功率器件的材料。

缺点是其单晶的制造比较困难,器件工艺也不成熟,而且在器件中的欧姆接触难以做好(因为是宽禁带半导体,重掺杂难以起作用)

         在半导体器件的应用方面,随着碳化硅生产成本的降低,碳化硅由于其优良的性能而可能取代硅作芯片,打破硅芯片由于材料本身性能的瓶颈,将给电子业带来革命性的变革。
碳化硅的主要应用领域有LED固体照明和高频率器件,未来手机和笔记本电脑的背景光市场将给碳化硅提供巨大的需求增长。
而由于一些特殊方面的应用,国外碳化硅生产企业对中国进行禁运,而碳化硅晶体巨大的技术壁垒又导致中国国内到目前为止仍没有企业能够生产,因此,国内下游企业和研究机构都在“等米下锅”。
全球主要碳化硅晶片制造商美国Cree公司在NASDAQ上市的Cree公司的碳化硅晶片产量为30万片,占全球出货量的85%。是全球碳化硅晶片行业的先行者,为后续有自主创新能力的企业开拓了市场和发展路径。

面对日益严苛的能效要求,节能减碳已成为现今电子产品不可忽略的重要环节;传统以硅为材料的功率半导体,正逐渐面临发展瓶颈,而具有比硅更低导通电阻及更高切换速度的碳化硅(SiC)功率器件以其优异的高耐压、低损耗、高导热率等优异性能,有效实现电力电子系统的高效率、小型化和轻量化。

碳化硅(SiC)功率器件的能量损耗只有硅(Si)器件的功率50%,发热量也只有硅(Si)器件的50%;且有更高的电流密度。在相同功率等级下,碳化硅(SiC)功率模块的体积显著小于硅(Si)功率模块,以智能功率模块(Intelligent Power Module,IPM)为例,利用碳化硅(SiC)功率器件,其模块体积可缩小至硅(Si)功率模块的1/3~2/3。

碳化硅(SiC)功率器件前景亮丽,市场驱动力主要基于:

1. 太阳能的PV(光伏)逆变器

主要提高电源的转换效率。

2. 新能源汽车(EV/HEV)

充一次电可以跑更长里程是新能源汽车的一个重要卖点。

3. 开关电源

用于服务器、空调;效率会更高,节电可观。

4. 重型电机、工业设备

主要是用在高频电源的转换器上,可以带来高效率、大功率、高频率的优势。

美国 Cree公司早在2003年就率先推出碳化硅(SiC)产品,但当时市场上并没有很大的反响。2010年以后,业界才开始对碳化硅(SiC)功率产品真正关心,一些厂家如Cree、Rohm、Infineon、ST、Microsemi陆续推出了相关产品。

国内对碳化硅(SiC)功率器件的研究始于20世纪末, 直到2014年,国内的碳化硅(SiC)二极管实现了量产化,但还没有形成完整的产业,与国外的产业规模相比有很大差距。

目前,国内实现碳化硅(SiC)功率器件量产的只有泰科天润半导体科技(北京)有限公司,其量产的肖特基二极管600~1700V系列各项指标均已达到国际先进水平。深圳市炫芯微电子有限公司为泰科一级代理商。

2014年全球碳化硅(SiC)功率器件的市场规模为1.2亿美元,相较硅功率器件的150亿美元市场,碳化硅(SiC)功率器件市场还很小,还不到硅(Si)功率器件的10%。

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