Карбид кремния (SIC)
Устройства SiC обладают рядом привлекательных характеристик для высоковольтных силовых полупроводников по сравнению с широко используемым кремнием. Полупроводники из карбида кремния обеспечивают высокую скорость переключения, низкое прямое падение напряжения и температурную стабильность, что позволяет использовать их в различных областях применения с высокой мощностью и высоким напряжением. Предлагаемые нами SiC-барьерные диоды Шоттки и SiC МОП-транзисторы обеспечивают прочность, надежность и более широкую полосу пропускания, что делает их идеальными для систем возобновляемой энергетики и промышленной автоматизации.
Устройства SiC (Си-Си) — это полупроводниковые приборы, изготовленные из карбида кремния (SiC), материала, который обеспечивает высокую энергоэффективность и способен работать при высоких температурах и напряжениях по сравнению с классическими кремниевыми аналогами.
Наш ассортимент продукции в сочетании с современной упаковкой (дискретной и модульной), а также средства защиты, обеспечивающие высокую надежность и безопасность, помогают разработчикам находить правильные решения для индивидуальных, высокоэффективных приложений, которые прослужат долгий срок службы.
Основные свойства
- Широкая запрещённая зона (~3.2–3.3 eV), что позволяет работать при более высоких температурах и напряжениях, снижая потери.
- Разрывное напряжение в десятки раз выше, чем у кремния: можно создавать более компактные силовые элементы с низким сопротивлением в открытом состоянии.
- Отличная теплопроводность — до 3 раз выше, чем у кремния, что позволяет устройствам эффективно рассеивать тепло и работать до сотен °C.
- Устойчивость к радиации и термическая стабильность делают SiC одним из ключевых материалов для экстремальных условий.
Полупроводниковые устройства на базе SiC
- Диоды Шоттки, MOSFET и другие силовые элементы на SiC находят применение в источниках питания, инверторах и зарядных устройствах, зачастую в корпусах TO-220/TO-247.
- Лидеры рынка, например Bosch, выпускают SiC-MOSFET-ы и модули для электромобилей — силовые и зарядные приложения, интенсивные нагрузки и высокие напряжения до 1 200 В.
- Danfoss предлагает кастомные SiC-модули для промышленности и e-mobility, акцентируя на высокой эффективности и компактности при преобразовании энергии.
Технологические аспекты
- Используются полиморфные формы SiC — чаще всего 4H-SiC и 6H-SiC, обладающие стабильностью и тепловыми характеристиками; 3C-SiC (кубическая форма) — перспективна за счёт улучшенной подвижности и теплопроводности.
- Выращивание кристаллов SiC происходит методами Lely и CVD — сложными, энергоёмкими обработками, которые всё ещё развиваются для массового производства.
- Современные исследования, например на 3C-SiC, демонстрируют теплопроводность выше алмаза, что открывает возможности для сверхэффективных компонентов.
Преимущества и перспективы
- SiC-полупроводники — ключевые устройства для силовой электроники нового поколения, особенно в электромобилях, возобновляемой энергетике и других высокотемпературных приложениях.
- Их популярность растёт: объём рынка SiC-полупроводников прогнозируется вырасти с ~$1 млрд в 2021 году до ~$6 млрд к 2027-му.