Siliziumkarbide -Stromeinrichtung Industrie

Power -Halbleiter (auch als elektronische Leistungsstärke bezeichnet) sind Kernkomponenten für die Leistungsumwandlung und die Schaltungssteuerung in elektronischen Geräten. Sie ermöglichen eine präzise Spannungs- und Frequenzregulation sowie eine effiziente Wechselstrom- und DC -Umwandlung. Durch Funktionen wie Korrektur, Inversion, Leistungsverstärkung, Leistungsschaltung und Schaltungsschutz regulieren diese Geräte den Energiefluss effektiv und gewährleisten die Systemstabilität und sind als "Herz" der Stromeelektronik bekannt.

Basierend auf den verwendeten Materialien können Power-Halbleiter in zwei Kategorien unterteilt werden, nämlich traditionelle Halbleiter auf Siliziumbasis und breite Bandgap-Halbleiter. Ersteres umfasst Halbleiter aus Elementen wie Silizium (SI), während letztere Verbindungen wie Siliziumcarbid und Galliumnitrid umfasst.

Traditionelle Halbleiter-Geräte auf Siliziumbasis sind durch inhärente physikalische Eigenschaften begrenzt und sind schwierig, die leistungsstarken Anforderungen neuer Anwendungen wie Computer-Rechenleistung für künstliche Intelligenz und Rechenzentren, intelligente Gitter und Energiespeichersysteme zu erfüllen. Im Gegensatz dazu zeigen breite Bandgap -Halbleiter, die durch Siliziumcarbid und Galliumnitrid dargestellt werden, sowohl auf Material- als auch auf den Geräteebenen erhebliche Leistungsvorteile. Unter ihnen fällt die Halbleiter -Geräte mit Siliziumcarbidleistung mit ihrer hervorragenden Ausfallspannung, Wärmeleitfähigkeit, Elektronensättigungsrate und Strahlungsbeständigkeit hervor. Im Vergleich zu Galliumnitrid weist Siliziumcarbid eine größere Anwendbarkeit in mittleren und Hochspannungsanwendungen auf und nimmt eine dominante Position auf dem Anwendungsmarkt über 600 V mit einer größeren Marktgröße ein. In den letzten Jahren wurden in vielen Branchen die Halbleiter -Geräte mit Siliziumcarbid -Power -Halbleitern häufig eingesetzt und wird voraussichtlich eine Schlüsselrolle bei der kontinuierlichen Transformation der Power -Halbleiterindustrie spielen.

Siliziumcarbid ist derzeit das ausgereiftste Semikonduktor -Material mit breiter Bandgap in Bezug auf die Kristallwachstumstechnologie und die Herstellung von Geräten. Der Produktionsprozess von Siliciumcarbid -Power -Halbleitergeräten umfasst die folgenden Schritte. Erstens wird Siliziumkarbidpulver angebaut, geschnitten, gemahlen und poliert, um a zu bildenSiliziumkarbidsubstratund dann wird ein einzelnes Kristall -Epitaxialmaterial auf dem Substrat gezüchtet. Der Chip erfährt eine Reihe komplexer Prozesse (einschließlich Photolithographie, Reinigung, Radierung, Ablagerung, Ausdünnung, Verpackung und Test), um schließlich ein Halbleitergerät mit Siliziumkarbidleistung zu bilden.

Das stromaufwärts gelegene Segment der Branchenkette umfasst die Herstellung von Siliziumkarbidsubstraten und Silizium -Carbid -Epitaxialchips. Als Schlüsselmaterial in der Branchenkette ist die Qualität von Siliziumkarbid -epitaxialen Chips von entscheidender Bedeutung und der Wert der epitaxialen Schichtherstellung macht etwa 25% der gesamten Wertschöpfungskette von Siliziumcarbid -Geräte aus. Im Gegensatz zu herkömmlichen Halbleitergeräten auf Siliziumbasis können Siliziumcarbid-Power-Halbleiter-Geräte nicht direkt auf Silizium-Carbid-Substraten hergestellt werden. Stattdessen müssen hochwertige epitaxiale Schichten auf dem Substrat abgelagert werden. Aufgrund der hohen technischen Hindernisse für die Herstellung hochwertiger Silizium-Carbid-Epitaxialchips ist ihre Versorgung relativ begrenzt. Da die weltweite Nachfrage nach Silizium-Carbid-Power-Halbleiter-Geräten weiter wächst, werden hochwertige Epitaxialchips eine immer wichtigere Rolle in der Branchenkette spielen.

Das Midstream -Segment umfasst das Design, die Herstellung, Verpackung und Prüfung von Silizium -Carbid -Power -Halbleiter -Geräten. Hersteller von Siliziumkarbidstrom -Halbleitervorrichtungen verwenden Siliziumkarbid -Epitaxialchips als Grundmaterialien und stellen Siliziumcarbid -Halbleiter -Geräte durch komplexe Herstellungsprozesse her. Gerätehersteller sind in der Regel in drei Typen unterteilt: IDM, Gerätedesignunternehmen und Wafergießereien. IDM integriert das Design, die Herstellung, Verpackung und Prüfung von Silizium -Carbid -Power -Halbleitern und anderen Branchenketten. Gerätedesignunternehmen sind nur für das Design und den Verkauf von Silizium -Carbid -Power -Halbleitern verantwortlich, während Wafergießereien nur für die Herstellung, Verpackung und Tests verantwortlich sind.

Nach unten gelegene Abteilungen umfassen Anwendungen wie Elektrofahrzeuge, Ladungsinfrastruktur, erneuerbare Energien, Energiespeichersysteme sowie aufstrebende Branchen wie Haushaltsgeräte, Computer -Rechenleistung für künstliche Intelligenz und Rechenzentren, Smart Grids und EVTOL.

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