半導體碳化矽陶瓷的應用領域

Mondo 科學 更新 2024-01-28

1)新能源汽車。

碳化矽材料可以使器件越來越小,並且其效能不斷提高,因此電動汽車製造商近年來一直青睞它。

五年前,特斯拉率先在Model 3**驅動逆變器中使用碳化矽,開創了碳化矽“上車”的先河。

此外,在車載充電器中,使用碳化矽可實現更快的開關頻率FSW、更高的效率、雙向操作、更小的無源元件、更小的系統尺寸和更低的系統成本。

因此,根據碳化矽器件的特點和電動汽車的發展趨勢,碳化矽器件是未來電動汽車的必然選擇。

2)軌道交通。

與傳統的矽基IGBT相比,碳化矽功率器件可以有效提高開關頻率,降低開關損耗。 其高頻可以進一步降低無源器件的雜訊、溫度、尺寸和重量,從而提高器件應用的移動性和靈活性。 是新一代牽引逆變技術的主流發展方向。

碳化矽器件已應用於城市軌道交通系統。 蘇州軌道交通3號線0312號線列車是國內首個基於碳化矽轉換器技術的永磁直驅牽引系統專案,實現了20%的牽引節能目標。

2024年,在東京地鐵銀座線進行了全球首個SIC裝置載入和執行測試。

自2024年以來,日本開始在鐵路車輛上使用許多SiC器件,到2024年將進入普遍應用階段。

3)光伏發電。

在光伏應用中,基於矽器件的傳統逆變器成本約佔系統的10%。 儘管如此,它仍然是系統中能量損失的主要來源之一。

經過40多年的發展,矽基器件的轉換效率和功率密度已接近理論極限。

採用碳化矽材料,轉換效率可從96%提高到99%以上,能量損耗可降低50%以上,裝置迴圈壽命可提高50倍。

例如,在住宅和商業光伏系統中的串聯逆變器中,SiC器件在系統層面帶來了成本和效能優勢。

陽光電源等領先的光伏逆變器已將碳化矽器件應用於其串聯逆變器。

4)智慧型電網。

基於碳化矽的電源開關具有低導通電阻,是矽基器件的理想替代品。 可用於高壓、高溫、高頻應用。 與矽功率器件相比,開關損耗造成的功率損耗可降低5倍以上,體積和重量可降低40%,將對未來電網形態和能源戰略調整產生重大影響。

5)無線通訊設施。

5G的發展推動了碳化鎵器件需求的增長,具有廣闊的市場空間。

在微波射頻器件中,功率放大器直接決定了移動終端與基站之間的無線通訊距離和訊號質量。 由於其高頻、高速度、高功率,5G通訊對效能要求更高。

基於碳化矽襯底的氮化鎵射頻器件具有碳化矽導熱係數高、氮化鎵在高頻段射頻輸出大等優點。 在功率放大器中的應用可以滿足5G通訊對高頻效能和高功率處理能力的要求。 燒結後,碳化矽陶瓷要想成為合適和合適的陶瓷零件,碳化矽陶瓷需要對碳化矽陶瓷進行CNC精密加工,但由於碳化矽陶瓷硬度高,導致其加工難度明顯增加,駿杰陶瓷專業從事碳化矽陶瓷精密加工,除了各種工業陶瓷外, 氧化鋁陶瓷、氧化鋯陶瓷、微晶玻璃、石英玻璃、藍寶石、鎢鋼、矽鋁合金、馬科陶瓷等都可以做,我們有豐富的加工經驗,專業從事精密加工。

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