ສິ່ງທ້າທາຍໃດແດ່ທີ່ມີສ່ວນຮ່ວມໃນການຜະລິດ SiC?

SiC ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນຍານພາຫະນະໄຟຟ້າ (EVs) ສໍາລັບ traction inverters ແລະ onboard chargers, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບໃນການນໍາໃຊ້ພື້ນຖານໂຄງລ່າງເຊັ່ນ: DC fast chargers, inverters ແສງຕາເວັນ, ລະບົບການເກັບຮັກສາພະລັງງານ, ແລະການສະຫນອງພະລັງງານ uninterruptible (UPS). ເຖິງວ່າຈະມີການນໍາໃຊ້ໃນການຜະລິດຂະຫນາດໃຫຍ່ເປັນເວລາຫຼາຍກວ່າຫນຶ່ງສະຕະວັດ - ໃນເບື້ອງຕົ້ນເປັນວັດສະດຸຂັດ - SiC ຍັງໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນປະສິດທິພາບພິເສດໃນການນໍາໃຊ້ແຮງດັນສູງແລະພະລັງງານສູງ.

ຈາກທັດສະນະຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບ,ຊິລິຄອນຄາໄບສະ​ແດງ​ໃຫ້​ເຫັນ​ການ​ນໍາ​ໃຊ້​ຄວາມ​ຮ້ອນ​ສູງ​, ຄວາມ​ໄວ​ການ​ລອຍ​ລົມ​ເອ​ເລັກ​ໂຕຣ​ນິກ​ອີ່ມ​ຕົວ​ສູງ​, ແລະ​ສະ​ຫນາມ​ໄຟ​ຟ້າ​ທີ່​ແຕກ​ສະ​ຫຼາຍ (ດັ່ງ​ທີ່​ສະ​ແດງ​ໃຫ້​ເຫັນ​ໃນ​ຮູບ​ທີ 1​)​. ດັ່ງນັ້ນ, ລະບົບທີ່ອີງໃສ່ silicon carbide ສາມາດຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍພະລັງງານຢ່າງຫຼວງຫຼາຍແລະບັນລຸຄວາມໄວໃນການປ່ຽນແປງໄວຂຶ້ນໃນລະຫວ່າງການປະຕິບັດງານ. ເມື່ອປຽບທຽບກັບອຸປະກອນ silicon MOSFET ແລະ IGBT ແບບດັ້ງເດີມ, silicon carbide ສາມາດສະຫນອງຂໍ້ໄດ້ປຽບເຫຼົ່ານີ້ໃນຂະຫນາດຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າ, ສະເຫນີປະສິດທິພາບສູງແລະປະສິດທິພາບດີກວ່າ.

ຮູບທີ 1: ຄຸນລັກສະນະຂອງວັດສະດຸ Silicon ແລະ Bandgap ກວ້າງ

ການດໍາເນີນງານຂອງ silicon carbide ສາມາດເກີນຂອບເຂດຈໍາກັດຂອງຊິລິຄອນ, ມີຄວາມຖີ່ການດໍາເນີນງານສູງກວ່າຊິລິໂຄນ IGBTs, ແລະມັນຍັງສາມາດເພີ່ມຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ.

ຮູບທີ 2: SiC vs Si

ໂອກາດອັນໃດເຮັດຊິລິໂຄນຄາໄບປະຈຸບັນ?

ສໍາລັບຜູ້ຜະລິດ, silicon carbide ໄດ້ຖືກຮັບຮູ້ວ່າເປັນປະໂຫຍດດ້ານການແຂ່ງຂັນທີ່ສໍາຄັນ. ມັນບໍ່ພຽງແຕ່ໃຫ້ໂອກາດໃນການກໍ່ສ້າງລະບົບທີ່ມີປະສິດທິພາບດ້ານພະລັງງານເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຍັງຫຼຸດຜ່ອນຂະຫນາດ, ນ້ໍາຫນັກ, ແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງລະບົບທັງຫມົດ. ນີ້ແມ່ນຍ້ອນວ່າລະບົບທີ່ໃຊ້ silicon carbide ໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນປະຫຍັດພະລັງງານຫຼາຍ, ຫນາແຫນ້ນ, ແລະທົນທານເມື່ອທຽບກັບລະບົບທີ່ໃຊ້ຊິລິໂຄນ, ເຮັດໃຫ້ຜູ້ອອກແບບສາມາດຕັດຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໂດຍການຫຼຸດຜ່ອນຂະຫນາດຂອງອົງປະກອບ passive. ໂດຍສະເພາະ, ເນື່ອງຈາກການຜະລິດຄວາມຮ້ອນຕ່ໍາຂອງອຸປະກອນ SiC, ອຸນຫະພູມປະຕິບັດງານສາມາດຮັກສາໄວ້ຕ່ໍາກວ່າການແກ້ໄຂແບບດັ້ງເດີມ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 3. ນີ້ເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງລະບົບໃນຂະນະທີ່ຍັງເພີ່ມຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືແລະການຍືດອາຍຸອຸປະກອນ.

ຮູບທີ 3: ຂໍ້ໄດ້ປຽບຂອງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ ຊິລິໂຄນຄາໄບ

ໃນໄລຍະການອອກແບບແລະການຜະລິດ, ການຮັບຮອງເອົາເຕັກໂນໂລຊີການຜູກມັດຊິບໃຫມ່, ເຊັ່ນ sintering, ສາມາດເຮັດໃຫ້ການກະຈາຍຄວາມຮ້ອນປະສິດທິພາບຫຼາຍແລະຮັບປະກັນຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືຂອງການເຊື່ອມຕໍ່. ເມື່ອປຽບທຽບກັບອຸປະກອນຊິລິໂຄນ, ອຸປະກອນ SiC ສາມາດເຮັດວຽກໄດ້ດ້ວຍແຮງດັນທີ່ສູງກວ່າ ແລະໃຫ້ຄວາມໄວໃນການສະຫຼັບທີ່ໄວຂຶ້ນ. ຂໍ້ໄດ້ປຽບເຫຼົ່ານີ້ເຮັດໃຫ້ຜູ້ອອກແບບສາມາດຄິດຄືນໃຫມ່ກ່ຽວກັບວິທີການເພີ່ມປະສິດທິພາບການເຮັດວຽກໃນລະດັບລະບົບໃນຂະນະທີ່ເພີ່ມຄວາມສາມາດໃນການແຂ່ງຂັນດ້ານຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ. ໃນປັດຈຸບັນ, ອຸປະກອນທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງຈໍານວນຫຼາຍກໍາລັງໃຊ້ເຕັກໂນໂລຢີ SiC, ລວມທັງ silicon carbide diodes, MOSFETs, ແລະໂມດູນ.

ເມື່ອປຽບທຽບກັບວັດສະດຸຊິລິໂຄນ, ປະສິດທິພາບທີ່ດີກວ່າຂອງ SiC ເປີດໂອກາດອັນກວ້າງຂວາງສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ພົ້ນເດັ່ນຂື້ນ. ອຸປະກອນ SiC ໄດ້ຖືກອອກແບບໂດຍປົກກະຕິສໍາລັບແຮງດັນໄຟຟ້າບໍ່ຫນ້ອຍກວ່າ 650V, ແລະໂດຍສະເພາະແມ່ນສູງກວ່າ 1200V, SiC ກາຍເປັນທາງເລືອກທີ່ມັກສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຈໍານວນຫຼາຍ. ແອັບພລິເຄຊັນຕ່າງໆເຊັ່ນ: ຕົວປ່ຽນແສງຕາເວັນ, ສະຖານີສາກໄຟ EV, ແລະການປ່ຽນ AC ເປັນ DC ອຸດສາຫະກໍາຄາດວ່າຈະຄ່ອຍໆປ່ຽນໄປສູ່ເທກໂນໂລຍີ SiC. ພື້ນທີ່ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກອື່ນແມ່ນຫມໍ້ແປງສະພາບແຂງ, ​​ບ່ອນທີ່ເຄື່ອງປ່ຽນທອງແດງແລະແມ່ເຫຼັກທີ່ມີຢູ່ແລ້ວຈະຖືກທົດແທນໂດຍເທກໂນໂລຍີ SiC ຄ່ອຍໆ, ສະເຫນີປະສິດທິພາບແລະຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືທີ່ສູງຂຶ້ນໃນການສົ່ງແລະການປ່ຽນພະລັງງານ.

ສິ່ງທີ່ທ້າທາຍການຜະລິດເຮັດຊິລິໂຄນຄາໄບໃບໜ້າ?

ເຖິງແມ່ນວ່າ silicon carbide ຖືທ່າແຮງຕະຫຼາດທີ່ກວ້າງຂວາງ, ແຕ່ຂະບວນການຜະລິດຂອງມັນຍັງປະເຊີນກັບສິ່ງທ້າທາຍຫຼາຍຢ່າງ. ໃນເບື້ອງຕົ້ນ, ຄວາມບໍລິສຸດຂອງວັດຖຸດິບ - ຄືເມັດ SiC ຫຼືຜົງ - ຕ້ອງໄດ້ຮັບການຮັບປະກັນ. ປະຕິບັດຕາມນີ້, ການຜະລິດ SiC ingots ທີ່ສອດຄ່ອງກັນສູງ (ຕາມຮູບທີ່ 4) ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການສະສົມປະສົບການໃນທຸກໆຂັ້ນຕອນການປຸງແຕ່ງຕໍ່ໄປເພື່ອຮັບປະກັນຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືຂອງຜະລິດຕະພັນສຸດທ້າຍ (ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 5).

ສິ່ງທ້າທາຍທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງ SiC ແມ່ນວ່າມັນບໍ່ມີໄລຍະຂອງແຫຼວ, ຊຶ່ງຫມາຍຄວາມວ່າມັນບໍ່ສາມາດປູກໄດ້ໂດຍໃຊ້ວິທີການລະລາຍແບບດັ້ງເດີມ. ການເຕີບໂຕຂອງ Crystal ຕ້ອງເກີດຂຶ້ນພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນທີ່ຄວບຄຸມຢ່າງແນ່ນອນ, ເຮັດໃຫ້ການຜະລິດ SiC ສັບສົນຫຼາຍກ່ວາຊິລິໂຄນ. ຖ້າຄວາມຫມັ້ນຄົງຖືກຮັກສາໄວ້ໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງແລະຄວາມກົດດັນຕ່ໍາ, SiC ຈະທໍາລາຍໂດຍກົງເຂົ້າໄປໃນທາດອາຍແກັສໂດຍບໍ່ໄດ້ຜ່ານໄລຍະຂອງແຫຼວ.

ເນື່ອງຈາກລັກສະນະນີ້, ການຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນ SiC ປົກກະຕິແລ້ວໃຊ້ເຕັກນິກການ sublimation ຫຼືການຂົນສົ່ງ vapor ທາງດ້ານຮ່າງກາຍ (PVT). ໃນຂະບວນການນີ້, ຝຸ່ນ SiC ແມ່ນຖືກຈັດໃສ່ໃນ crucible ພາຍໃນ furnace ແລະໃຫ້ຄວາມຮ້ອນກັບອຸນຫະພູມສູງ (ເກີນ 2200 ° C). ໃນຖານະເປັນ SiC sublimates, ມັນ crystallizes ສຸດໄປເຊຍກັນແກ່ນເປັນໄປເຊຍກັນ. ພາກສ່ວນທີ່ສໍາຄັນຂອງວິທີການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ PVT ແມ່ນໄປເຊຍກັນຂອງແກ່ນ, ເສັ້ນຜ່າສູນກາງຂອງມັນແມ່ນຄ້າຍຄືກັນກັບຂອງ ingot ໄດ້. ໂດຍສະເພາະ, ອັດຕາການເຕີບໂຕຂອງຂະບວນການ PVT ແມ່ນຊ້າຫຼາຍ, ປະມານ 0.1 ຫາ 0.5 ມິນລິແມັດຕໍ່ຊົ່ວໂມງ.

ຮູບທີ 4: Silicon Carbide Powder, Ingots, ແລະ Wafers

ເນື່ອງຈາກຄວາມແຂງຂອງ SiC ເມື່ອທຽບກັບຊິລິໂຄນ, ໄດ້waferຂະບວນການຜະລິດຍັງສັບສົນຫຼາຍ. SiC ເປັນວັດສະດຸທີ່ແຂງພິເສດ, ເຮັດໃຫ້ມັນທ້າທາຍທີ່ຈະຕັດເຖິງແມ່ນວ່າມີ saws ເພັດ, ຄວາມແຂງທີ່ກໍານົດມັນແຕກຕ່າງຈາກອຸປະກອນ semiconductor ອື່ນໆຈໍານວນຫຼາຍ. ເຖິງແມ່ນວ່າມີວິທີການຈໍານວນຫຼາຍໃນປະຈຸບັນເພື່ອຕັດ ingots ເຂົ້າໄປໃນ wafers, ວິທີການເຫຼົ່ານີ້ສາມາດນໍາສະເຫນີຂໍ້ບົກພ່ອງເຂົ້າໄປໃນໄປເຊຍກັນດຽວ, ຜົນກະທົບຕໍ່ຄຸນນະພາບວັດສະດຸສຸດທ້າຍ.

ຮູບທີ 5: ຂະບວນການຜະລິດຂອງ Silicon Carbide ຈາກວັດຖຸດິບໄປຫາຜະລິດຕະພັນສຸດທ້າຍ

ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ການຜະລິດຂະຫນາດໃຫຍ່ຂອງ SiC ຍັງພົບກັບສິ່ງທ້າທາຍ. ໂດຍພື້ນຖານແລ້ວ SiC ມີຂໍ້ບົກພ່ອງຫຼາຍກ່ວາຊິລິໂຄນ. ຂະບວນການ doping ຂອງມັນມີຄວາມຊັບຊ້ອນສູງ, ແລະການຜະລິດ wafers SiC ທີ່ມີຂະຫນາດໃຫຍ່, ຕ່ໍາ, ຫມາຍເຖິງການຜະລິດແລະການປຸງແຕ່ງທີ່ສູງຂຶ້ນ. ສະນັ້ນ, ການສ້າງຂະບວນການພັດທະນາຢ່າງມີປະສິດທິພາບ ແລະ ເຂັ້ມງວດຕັ້ງແຕ່ເລີ່ມຕົ້ນແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນເພື່ອຮັບປະກັນການຜະລິດຜະລິດຕະພັນທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງທີ່ສອດຄ່ອງ.

ຮູບທີ 6: ສິ່ງທ້າທາຍ - Silicon Carbide Wafers ແລະຂໍ້ບົກພ່ອງ

ພວກເຮົາຢູ່ Semicorex ຊ່ຽວຊານໃນSiC/TaC ເຄືອບ graphiteວິທີແກ້ໄຂທີ່ໃຊ້ໃນການຜະລິດ SiC semiconductor, ຖ້າທ່ານມີຄໍາຖາມຫຼືຕ້ອງການລາຍລະອຽດເພີ່ມເຕີມ, ກະລຸນາຢ່າລັງເລທີ່ຈະຕິດຕໍ່ກັບພວກເຮົາ.

ເບີໂທຕິດຕໍ່: +86-13567891907

ອີເມວ: sales@semicorex.com