SiC உற்பத்தியில் என்ன சவால்கள் உள்ளன?

இழுவை இன்வெர்ட்டர்கள் மற்றும் ஆன்போர்டு சார்ஜர்களுக்காக மின்சார வாகனங்களில் (EVகள்) SiC விரிவாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, அத்துடன் DC ஃபாஸ்ட் சார்ஜர்கள், சோலார் இன்வெர்ட்டர்கள், ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்புகள் மற்றும் தடையில்லா மின்சாரம் (UPS) போன்ற உள்கட்டமைப்பு பயன்பாடுகளிலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஒரு நூற்றாண்டுக்கும் மேலாக வெகுஜன உற்பத்தியில் பயன்படுத்தப்பட்ட போதிலும்-ஆரம்பத்தில் ஒரு சிராய்ப்புப் பொருளாக-SiC உயர் மின்னழுத்தம் மற்றும் உயர் சக்தி பயன்பாடுகளில் விதிவிலக்கான செயல்திறனை நிரூபித்துள்ளது.

இயற்பியல் பண்புகள் கண்ணோட்டத்தில்,சிலிக்கான் கார்பைடுஅதிக வெப்ப கடத்துத்திறன், அதிக நிறைவுற்ற எலக்ட்ரான் சறுக்கல் வேகம் மற்றும் உயர் முறிவு மின்சார புலம் (படம் 1 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது) ஆகியவற்றை வெளிப்படுத்துகிறது. இதன் விளைவாக, சிலிக்கான் கார்பைடு அடிப்படையிலான அமைப்புகள் ஆற்றல் இழப்புகளை கணிசமாகக் குறைக்கலாம் மற்றும் செயல்பாட்டின் போது வேகமான மாறுதல் வேகத்தை அடையலாம். பாரம்பரிய சிலிக்கான் MOSFET மற்றும் IGBT சாதனங்களுடன் ஒப்பிடுகையில், சிலிக்கான் கார்பைடு இந்த நன்மைகளை சிறிய அளவுகளில் வழங்க முடியும், அதிக செயல்திறன் மற்றும் சிறந்த செயல்திறனை வழங்குகிறது.

படம் 1: சிலிக்கான் மற்றும் பரந்த பேண்ட்கேப் மெட்டீரியல்களின் சிறப்பியல்புகள்

சிலிக்கான் கார்பைட்டின் செயல்பாடு வரம்புகளை மீறலாம்சிலிக்கான், சிலிக்கான் IGBTகளை விட அதிகமான செயல்பாட்டு அதிர்வெண்களுடன், மேலும் இது சக்தி அடர்த்தியை கணிசமாக மேம்படுத்தும்.

படம் 2: SiC vs Si

வாய்ப்புகள் என்ன செய்கிறதுசிலிக்கான் கார்பைடுதற்போது?

உற்பத்தியாளர்களுக்கு, சிலிக்கான் கார்பைடு ஒரு குறிப்பிடத்தக்க போட்டி நன்மையாக கருதப்படுகிறது. இது ஆற்றல்-திறனுள்ள அமைப்புகளை உருவாக்குவதற்கான வாய்ப்புகளை வழங்குவதோடு மட்டுமல்லாமல், இந்த அமைப்புகளின் ஒட்டுமொத்த அளவு, எடை மற்றும் செலவு ஆகியவற்றை திறம்பட குறைக்கிறது. ஏனென்றால், சிலிக்கான் கார்பைடைப் பயன்படுத்தும் அமைப்புகள் பொதுவாக சிலிக்கான் அடிப்படையிலான அமைப்புகளுடன் ஒப்பிடும்போது அதிக ஆற்றல்-திறன், கச்சிதமான மற்றும் நீடித்தவை, செயலற்ற கூறுகளின் அளவைக் குறைப்பதன் மூலம் வடிவமைப்பாளர்கள் செலவைக் குறைக்க அனுமதிக்கிறது. மேலும் குறிப்பாக, SiC சாதனங்களின் குறைந்த வெப்ப உற்பத்தி காரணமாக, படம் 3 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, இயக்க வெப்பநிலை பாரம்பரிய தீர்வுகளை விட குறைவாக பராமரிக்கப்படுகிறது. இது கணினி செயல்திறனை மேம்படுத்துகிறது, அதே நேரத்தில் நம்பகத்தன்மையை அதிகரிக்கிறது மற்றும் சாதனங்களின் ஆயுட்காலம் அதிகரிக்கிறது.

படம் 3: சிலிக்கான் கார்பைடு பயன்பாடுகளின் நன்மைகள்

வடிவமைப்பு மற்றும் உற்பத்தி கட்டத்தில், சின்டரிங் போன்ற புதிய சிப் பிணைப்பு தொழில்நுட்பங்களை ஏற்றுக்கொள்வது, மிகவும் பயனுள்ள வெப்பச் சிதறலை எளிதாக்குகிறது மற்றும் இணைப்பு நம்பகத்தன்மையை உறுதிப்படுத்துகிறது. சிலிக்கான் சாதனங்களுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​SiC சாதனங்கள் அதிக மின்னழுத்தத்தில் இயங்கலாம் மற்றும் வேகமான மாறுதல் வேகத்தை வழங்குகின்றன. இந்த நன்மைகள், செலவு போட்டித்தன்மையை மேம்படுத்தும் அதே வேளையில், கணினி மட்டத்தில் செயல்பாட்டை மேம்படுத்துவது எப்படி என்பதை வடிவமைப்பாளர்களுக்கு மறுபரிசீலனை செய்ய உதவுகிறது. தற்போது, ​​சிலிக்கான் கார்பைடு டையோட்கள், MOSFETகள் மற்றும் தொகுதிகள் உட்பட பல உயர் செயல்திறன் சாதனங்கள் SiC தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்துகின்றன.

சிலிக்கான் பொருட்களுடன் ஒப்பிடுகையில், SiC இன் சிறந்த செயல்திறன் வளர்ந்து வரும் பயன்பாடுகளுக்கான பரந்த வாய்ப்புகளைத் திறக்கிறது. SiC சாதனங்கள் பொதுவாக 650V க்கும் குறையாத மின்னழுத்தங்களுக்காக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன, குறிப்பாக 1200V க்கு மேல், SiC பல பயன்பாடுகளுக்கு விருப்பமான தேர்வாகிறது. சோலார் இன்வெர்ட்டர்கள், EV சார்ஜிங் நிலையங்கள் மற்றும் தொழில்துறை AC க்கு DC மாற்றுதல் போன்ற பயன்பாடுகள் படிப்படியாக SiC தொழில்நுட்பத்தை நோக்கி மாறும் என எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. மற்றொரு பயன்பாட்டுப் பகுதி திட-நிலை மின்மாற்றிகள் ஆகும், அங்கு தற்போதுள்ள தாமிரம் மற்றும் காந்த மின்மாற்றிகள் படிப்படியாக SiC தொழில்நுட்பத்தால் மாற்றப்படும், இது ஆற்றல் பரிமாற்றம் மற்றும் மாற்றத்தில் அதிக செயல்திறன் மற்றும் நம்பகத்தன்மையை வழங்குகிறது.

உற்பத்தி சவால்கள் என்ன செய்கிறதுசிலிக்கான் கார்பைடுமுகமா?

சிலிக்கான் கார்பைடு பரந்த சந்தை திறனைக் கொண்டிருந்தாலும், அதன் உற்பத்தி செயல்முறையும் பல சவால்களை எதிர்கொள்கிறது. ஆரம்பத்தில், மூலப்பொருட்களின் தூய்மை-அதாவது SiC துகள்கள் அல்லது பொடிகள்-உறுதிப்படுத்தப்பட வேண்டும். இதைத் தொடர்ந்து, மிகவும் சீரான SiC இங்காட்களின் உற்பத்திக்கு (படம் 4 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி) இறுதி தயாரிப்பின் நம்பகத்தன்மையை (படம் 5 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி) உறுதிசெய்ய ஒவ்வொரு அடுத்தடுத்த செயலாக்க நிலையிலும் அனுபவத்தைக் குவிக்க வேண்டும்.

SiC இன் ஒரு தனித்துவமான சவால் என்னவென்றால், அது ஒரு திரவ கட்டத்தைக் கொண்டிருக்கவில்லை, அதாவது பாரம்பரிய உருகும் முறைகளைப் பயன்படுத்தி அதை வளர்க்க முடியாது. படிக வளர்ச்சி துல்லியமாக கட்டுப்படுத்தப்பட்ட அழுத்தங்களின் கீழ் நிகழ வேண்டும், சிலிக்கானை விட SiC உற்பத்தியை மிகவும் சிக்கலாக்குகிறது. உயர்-வெப்பநிலை மற்றும் குறைந்த அழுத்த சூழல்களில் நிலைத்தன்மை பராமரிக்கப்பட்டால், SiC ஒரு திரவ நிலைக்கு உட்படாமல் நேரடியாக வாயுப் பொருட்களாக சிதைந்துவிடும்.

இந்த பண்பு காரணமாக, SiC படிக வளர்ச்சி பொதுவாக பதங்கமாதல் அல்லது உடல் நீராவி போக்குவரத்து (PVT) நுட்பங்களைப் பயன்படுத்துகிறது. இந்த செயல்பாட்டில், SiC தூள் ஒரு உலைக்குள் ஒரு சிலுவையில் வைக்கப்பட்டு அதிக வெப்பநிலைக்கு (2200 ° C க்கு மேல்) சூடேற்றப்படுகிறது. SiC சப்லிமேட் ஆக, அது ஒரு விதை படிகத்தில் படிகமாகி ஒரு படிகத்தை உருவாக்குகிறது. PVT வளர்ச்சி முறையின் ஒரு முக்கிய பகுதி விதை படிகமாகும், அதன் விட்டம் இங்காட்டின் விட்டம் போன்றது. குறிப்பிடத்தக்க வகையில், PVT செயல்முறையின் வளர்ச்சி விகிதம் மிகவும் மெதுவாக உள்ளது, ஒரு மணி நேரத்திற்கு தோராயமாக 0.1 முதல் 0.5 மில்லிமீட்டர்கள்.

படம் 4: சிலிக்கான் கார்பைடு தூள், இங்காட்கள் மற்றும் வேஃபர்ஸ்

சிலிக்கானுடன் ஒப்பிடும்போது SiC இன் தீவிர கடினத்தன்மை காரணமாக, திசெதில்உற்பத்தி செயல்முறை மிகவும் சிக்கலானது. SiC என்பது ஒரு விதிவிலக்காக கடினமான பொருளாகும், இது வைர மரக்கட்டைகளால் கூட வெட்டுவது சவாலானது, இது பல குறைக்கடத்தி பொருட்களிலிருந்து அதை வேறுபடுத்துகிறது. இங்காட்களை செதில்களாக வெட்டுவதற்கு தற்போது பல முறைகள் இருந்தாலும், இந்த முறைகள் ஒற்றைப் படிகத்தில் குறைபாடுகளை அறிமுகப்படுத்தி, இறுதிப் பொருளின் தரத்தை பாதிக்கும்.

படம் 5: சிலிக்கான் கார்பைட்டின் மூலப்பொருட்களிலிருந்து இறுதிப் பொருட்கள் வரை உற்பத்தி செயல்முறை

மேலும், SiC இன் பெரிய அளவிலான உற்பத்தியும் சவால்களை எதிர்கொள்கிறது. சிலிக்கானுடன் ஒப்பிடும்போது SiC இயல்பாகவே அதிக குறைபாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. அதன் ஊக்கமருந்து செயல்முறை மிகவும் சிக்கலானது, மேலும் பெரிய அளவிலான, குறைந்த குறைபாடுள்ள SiC செதில்களை உற்பத்தி செய்வது அதிக உற்பத்தி மற்றும் செயலாக்க செலவுகளைக் குறிக்கிறது. எனவே, உயர்தர தயாரிப்புகளின் சீரான உற்பத்தியை உறுதிசெய்ய, தொடக்கத்திலிருந்தே திறமையான மற்றும் கடுமையான வளர்ச்சி செயல்முறையை நிறுவுவது மிகவும் முக்கியமானது.

படம் 6: சவால்கள் - சிலிக்கான் கார்பைடு வேஃபர்கள் மற்றும் குறைபாடுகள்

Semicorex இல் நாங்கள் நிபுணத்துவம் பெற்றுள்ளோம்SiC/TaC பூசப்பட்ட கிராஃபைட்SiC குறைக்கடத்தி உற்பத்தியில் பயன்படுத்தப்படும் தீர்வுகள், உங்களுக்கு ஏதேனும் விசாரணைகள் இருந்தால் அல்லது கூடுதல் விவரங்கள் தேவைப்பட்டால், தயவுசெய்து எங்களைத் தொடர்புகொள்ள தயங்க வேண்டாம்.

தொடர்பு தொலைபேசி: +86-13567891907

மின்னஞ்சல்: sales@semicorex.com