碳化硅材料半导体那么贵为什么还有人用
(2016-06-22 21:30:41)
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泰科天润碳化硅炫芯微电子碳化硅二极管大功率 |
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。
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%。