Kisel \u00e4r v\u00e4lk\u00e4nt som det sj\u00e4lvklara materialet inom halvledartillverkningen, men ett annat material kan komma att bli n\u00e4sta stora grej inom kraftapplikationer \u2013 kiselkarbid.<\/p>\n
Kiselkarbid (SiC) har \u00f6verl\u00e4gsna elektriska och termiska egenskaper j\u00e4mf\u00f6rt med kisel, med betydligt h\u00f6gre genombrottssp\u00e4nning och l\u00e4gre aktiveringsmotst\u00e5nd n\u00e4r det g\u00e4ller applikationer med snabb omkoppling. Tack vare dessa f\u00f6rdelar framst\u00e5r SiC som ett mer l\u00e4mpligt material \u00e4n kisel f\u00f6r s\u00e5dana uppgifter.<\/p>\n
Halvledare av kiselkarbid anv\u00e4nds i en m\u00e4ngd olika elektroniska enheter, fr\u00e5n elfordon och solenergisystem till 5G-teknik. Deras unika termiska och elektriska egenskaper g\u00f6r dem mer kostnadseffektiva \u00e4n motsvarande kiselbaserade halvledare, vilket har lett till att deras popularitet har skjutit i h\u00f6jden under de senaste \u00e5ren. Efterfr\u00e5gan har d\u00e4rf\u00f6r \u00f6kat kraftigt.<\/p>\n
Halvledare av kiselkarbid erbjuder m\u00e5nga f\u00f6rdelar n\u00e4r det g\u00e4ller energieffektivitet, snabbare kopplingshastigheter, minskade f\u00f6rluster i komponenterna samt \u00f6verl\u00e4gsen motst\u00e5ndskraft mot h\u00f6ga temperaturer och genombrottssp\u00e4nningar j\u00e4mf\u00f6rt med motsvarande kiselbaserade komponenter. Dessutom g\u00f6r deras mer h\u00e5llbara konstruktion att de klarar tuffa milj\u00f6f\u00f6rh\u00e5llanden b\u00e4ttre, vilket sammantaget bidrar till att de blir popul\u00e4ra val f\u00f6r nya till\u00e4mpningar s\u00e5som laddstationer f\u00f6r elfordon och solcellsv\u00e4xelriktare.<\/p>\n
IGBT:er och bipol\u00e4ra transistorer var tidigare de mest anv\u00e4nda komponenterna inom kraftelektronik, men dessa komponenter medf\u00f6r flera utmaningar, s\u00e5som begr\u00e4nsade kopplingsfrekvenser och \u00f6verdriven v\u00e4rmeutveckling. SiC-komponenter har bredare bandgap, vilket m\u00f6jligg\u00f6r h\u00f6gre kopplingsfrekvenser med l\u00e4gre inkopplingsmotst\u00e5nd, samtidigt som de har en l\u00e4gre sm\u00e4ltpunkt \u00e4n kisel, vilket inneb\u00e4r att de utan problem t\u00e5l h\u00f6gre temperaturer.<\/p>\n
Beroende p\u00e5 anv\u00e4ndningsomr\u00e5det kan halvledare av kiselkarbid anv\u00e4ndas tillsammans med andra material, s\u00e5som polymerer och keramik, och m\u00e5ste d\u00e4rf\u00f6r testas noggrant f\u00f6r att s\u00e4kerst\u00e4lla b\u00e5de kvalitet och s\u00e4kerhet \u2013 s\u00e5dana metoder omfattar bland annat r\u00f6ntgenfluorescensanalys och masspektrometri med gl\u00f6durladdning (GDMS).<\/p>\n
Kiselkarbid \u00e4r ett imponerande material som har potential att revolutionera kraftelektroniken. Som en halvledare med bred bandgap erbjuder kiselkarbid flera f\u00f6rdelar j\u00e4mf\u00f6rt med kiselbaserade motsvarigheter n\u00e4r det g\u00e4ller hantering av sp\u00e4nningsspikar, snabbare kopplingstider och l\u00e4gre f\u00f6rluster i komponenterna, samt h\u00f6gre temperaturt\u00e5lighet \u2013 egenskaper som g\u00f6r det l\u00e4mpligt f\u00f6r s\u00e5v\u00e4l elfordon som industriella till\u00e4mpningar och solcellsv\u00e4xelriktare.<\/p>\n
Kiselkarbid (SiC) \u00e4r det l\u00e4ttaste och h\u00e5rdaste keramiska materialet med \u00f6verl\u00e4gsen v\u00e4rmeledningsf\u00f6rm\u00e5ga och kemisk best\u00e4ndighet mot syror och luter. Dessutom har SiC en elektrisk isoleringsf\u00f6rm\u00e5ga som \u00e4r tio g\u00e5nger st\u00f6rre \u00e4n kiselets, med en extremt h\u00f6g genombrottsf\u00e4ltstyrka som \u00e4r tio g\u00e5nger st\u00f6rre \u00e4n kiselets, samtidigt som det \u00e4r helt giftfritt i sin sammans\u00e4ttning.<\/p>\n
SiC-effektkomponenter har blivit en oumb\u00e4rlig resurs inom en rad olika till\u00e4mpningar. Fr\u00e5n att m\u00f6jligg\u00f6ra genombrott inom elektromobilitet till att st\u00f6dja digitaliseringen i industriella milj\u00f6er har dessa effektkomponenter visat sig vara anv\u00e4ndbara inom en rad olika sektorer och branscher. Fr\u00e5n batterihanteringssystem och inbyggda laddare till DC\/DC-omvandlare \u2013 SiC-komponenter har snabbt blivit en branschstandard som bidrar till ett mer h\u00e5llbart liv samtidigt som kostnaderna f\u00f6r laddstationer minskar.<\/p>\n
Kiselkarbid har revolutionerat kraftelektroniken tack vare sina unika fysikaliska och elektroniska egenskaper. Som en av de f\u00e5 halvledarna med bred bandgap och hexagonal kristallstruktur (4H-SiC) \u00e4r kiselkarbid ett utm\u00e4rkt material f\u00f6r h\u00f6gsp\u00e4nningskomponenter som m\u00e5ste t\u00e5la tuffa milj\u00f6er samtidigt som de har snabbare omkopplingshastigheter, l\u00e4gre f\u00f6rluster och till och med kan anv\u00e4ndas vid mycket h\u00f6ga frekvenser utan att prestanda eller tillf\u00f6rlitlighet p\u00e5verkas. Detta material skulle potentiellt kunna ers\u00e4tta befintliga IGBT:er eller bipol\u00e4ra transistorer utan att prestanda eller tillf\u00f6rlitlighet p\u00e5verkas.<\/p>\n
Kiselkarbid (SiC) \u00e4r ett extremt m\u00e5ngsidigt halvledarmaterial. Det kan dopas kraftigt b\u00e5de av n-typ och p-typ med kv\u00e4ve, fosfor, aluminium eller gallium f\u00f6r att uppn\u00e5 metallisk ledningsf\u00f6rm\u00e5ga och ge rena SiC-kristaller deras karakteristiska regnb\u00e5gsliknande glans; industriella kvaliteter inneh\u00e5ller ofta j\u00e4rnf\u00f6roreningar som \u00e4ndrar f\u00e4rgen fr\u00e5n brun till svart.<\/p>\n
Denna halvledares isolerande egenskaper beror p\u00e5 dess kristallstruktur. Dess atomlager skapar ett t\u00e4tt mellanrum mellan valens- och ledningsbanden, vilket g\u00f6r det sv\u00e5rare f\u00f6r elektroner att r\u00f6ra sig mellan lagren \u2013 vilket ger den f\u00f6rm\u00e5gan att t\u00e5la n\u00e4stan tio g\u00e5nger s\u00e5 starka elektriska f\u00e4lt som kisel.<\/p>\n
Schottky-dioder av kiselkarbid har l\u00e4gre on-motst\u00e5nd och l\u00e4gre total gate-laddning, vilket g\u00f6r dem mer effektiva och snabbare \u00e4n sina kiselbaserade motsvarigheter \u2013 vilket g\u00f6r dem idealiska f\u00f6r energikr\u00e4vande till\u00e4mpningar som str\u00f6momvandlare och str\u00f6mbrytare i elfordon (EV) eller system f\u00f6r f\u00f6rnybar energi.<\/p>\n
Tillverkningen av halvledare av kiselkarbid \u00e4r en komplicerad process. Den inneb\u00e4r att man anv\u00e4nder flera olika maskiner f\u00f6r att tillverka skivor med en ytj\u00e4mnhet p\u00e5 mindre \u00e4n 1 mikrometer, innan man polerar dem med CMP-v\u00e4tska (kemisk-mekanisk polering) p\u00e5 filt- eller uretanimpregnerade polerplattor f\u00f6r att avl\u00e4gsna skador och ytoxidation \u2013 detta steg, som kallas kemisk-mekanisk polering, \u00e4r avg\u00f6rande f\u00f6r att f\u00f6rbereda substratytorna f\u00f6r epitaxial tillv\u00e4xt samtidigt som skivans formstabilitet bibeh\u00e5lls.<\/p>\n
Kiselkarbid f\u00f6rekommer i olika former och anv\u00e4ndningsomr\u00e5den. Fr\u00e5n sk\u00e4rverktyg och slipmedel till halvledare och till och med det genomskinliga mineralet moissanit \u2013 kiselkarbid har tillverkats syntetiskt sedan 1893 i storskaliga produktionsanl\u00e4ggningar och f\u00f6rekommer \u00e4ven i naturen. Eftersom det \u00e4r ett b\u00e5de h\u00e5rt och h\u00e5llbart material t\u00e5l det b\u00e5de h\u00f6ga temperaturer och mekanisk p\u00e5frestning utan att g\u00e5 s\u00f6nder.<\/p>\n
Halvledare av kiselkarbid upplever en snabb global marknadstillv\u00e4xt i takt med att f\u00f6retag s\u00f6ker efter effektiva l\u00f6sningar f\u00f6r energihantering. Deras unika termiska och elektriska egenskaper g\u00f6r dem till popul\u00e4ra val inom industriella till\u00e4mpningar; dessutom g\u00f6r deras skalbarhet det m\u00f6jligt f\u00f6r tillverkarna att s\u00e4nka produktionskostnaderna.<\/p>\n
Allegro Microsystems \u00e4r ett av de f\u00f6retag som expanderar f\u00f6r att m\u00f6ta den \u00f6kande efterfr\u00e5gan p\u00e5 halvledare av kiselkarbid. Som en av branschens ledande akt\u00f6rer inom sensorer och effektl\u00f6sningar f\u00f6r motordrivsystem expanderar Allegro f\u00f6r att m\u00f6ta efterfr\u00e5gan.<\/p>\n
Kiselkarbid \u00e4r en viktig komponent i effekthalvledare, som i allt st\u00f6rre utstr\u00e4ckning anv\u00e4nds i batteriladdare f\u00f6r elfordon, inbyggda laddningssystem f\u00f6r elfordon, DC-DC-omvandlare, vindkraftverk och v\u00e4xelriktare f\u00f6r solceller, i takt med att efterfr\u00e5gan p\u00e5 f\u00f6rnybara energik\u00e4llor \u00f6kar kraftigt. Andra viktiga akt\u00f6rer \u00e4r II-VI Coherent Corp., Semiconductor Components Industries LLC och WOLFSPEED INC. Anv\u00e4ndningen av kiselkarbid i krafthalvledare f\u00f6rv\u00e4ntas driva p\u00e5 tillv\u00e4xten inom detta marknadssegment.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon is well known as the go-to material in semiconductor production, yet another material may become the next big thing for power applications – silicon carbide. Silicon Carbide (SiC) boasts superior electrical and thermal properties over silicon, with significantly higher breakdown voltage and lower turn-on resistance when it comes to high-speed switching applications. Due to […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[64],"tags":[],"class_list":["post-252","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/252","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=252"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/252\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":253,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/252\/revisions\/253"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=252"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=252"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=252"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}