碳化硅管,碳化硅器件,碳化硅半導(dǎo)體-KIA MOS管

關(guān)于碳化硅

碳化硅是由美國(guó)人艾奇遜在1891年電熔金剛石實(shí)驗(yàn)時(shí)，在實(shí)驗(yàn)室偶然發(fā)現(xiàn)的一種碳化物；碳化硅，是一種無機(jī)物，化學(xué)式為SiC，是用石英砂、石油焦（或煤焦）、木屑（生產(chǎn)綠色碳化硅時(shí)需要加食鹽）等原料通過電阻爐高溫冶煉而成。

碳化硅由于化學(xué)性能穩(wěn)定、導(dǎo)熱系數(shù)高、熱膨脹系數(shù)小、耐磨性能好,除作磨料用外,還有很多其他用途例如:以特殊工藝把碳化硅粉未涂布于水輪機(jī)葉輪或汽缸體的內(nèi)壁,可提高其耐磨性而延長(zhǎng)使用壽命1~2倍。

碳化硅管特點(diǎn)、用途

碳化硅管是一種特殊的管道材料，廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。碳化硅管具有強(qiáng)度高、硬度高、耐磨性好、耐高溫、耐腐蝕、抗熱抗震性好、導(dǎo)熱系數(shù)大以及抗氧化性好等優(yōu)越性能。長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)可根據(jù)實(shí)際需求定做。

碳化硅管的一個(gè)主要用途是作為高溫管道。由于碳化硅管的材料本身就具有耐高溫的特性，因此它可以被用于熔融金屬、熔融鹽以及高溫氣體的輸送。這使得碳化硅管成為鋁生產(chǎn)、玻璃制造和太陽能光電行業(yè)的理想選擇。

碳化硅管還有用于化工領(lǐng)域。由于碳化硅管化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不會(huì)受到酸、堿等化學(xué)物質(zhì)的腐蝕，因此它可以應(yīng)用于化工設(shè)備和管道中。這使得碳化硅管成為化工行業(yè)的重要工業(yè)管道材料之一”。

另外，碳化硅管的高硬度、高抗腐蝕和耐磨損等特性，促使其成為機(jī)械工業(yè)中材料選項(xiàng)之一。它可以用于礦石輸送管道、高速運(yùn)動(dòng)零件以及其他需要耐磨損的場(chǎng)合。

碳化硅器件

在半導(dǎo)體器件中，碳化硅材料具有低熱導(dǎo)率、高擊穿電場(chǎng)、高電子飽和漂移速度和高電子遷移率等優(yōu)異特性，因此碳化硅半導(dǎo)體器件是目前綜合性能最好的半導(dǎo)體器件之一。

低導(dǎo)通電阻：在同樣功率下的碳化硅場(chǎng)效應(yīng)晶體管比同等尺寸的硅器件小約一半；

低噪聲：由于碳化硅場(chǎng)效應(yīng)晶體管的高頻噪聲比傳統(tǒng)硅低2個(gè)數(shù)量級(jí)，因此能夠滿足未來更高分辨率和更小尺寸對(duì)超高分辨率和更高頻率要求。

超高耐壓能力：在相同條件下，碳化硅晶體管可承受更高的電壓波動(dòng)范圍；

高效散熱設(shè)計(jì)原則：當(dāng)工作在高溫或高頻時(shí)，碳化硅場(chǎng)效應(yīng)器件散熱能力最強(qiáng)。

碳化硅半導(dǎo)體（SiC）

第三代半導(dǎo)體為寬禁帶材料：主要為碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）、氮化鋁（AIN）、金剛石（C）、氧化鋅（ZnO）等，是新能源、光伏、電力電子方面的主要材料，主要應(yīng)用于高溫、高頻、抗輻射、大功率器件；同時(shí)應(yīng)用于藍(lán)、綠、紫發(fā)光二極管、半導(dǎo)體激光器等。近些年，世界各國(guó)均在陸續(xù)布局、產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速崛起。

碳化硅（SiC）作為第三代半導(dǎo)體材料的核心，主要用于功率+射頻器件，適用于600V以上的高壓場(chǎng)景，包括光伏、新能源汽車、充電樁、風(fēng)電、軌道交通等等電力電子領(lǐng)域。

碳化硅管,碳化硅器件,碳化硅半導(dǎo)體

SiC功率器件具有更高的開關(guān)速度和更寬的輸出頻率。SiC功率芯片主要由 MOSFET和 PN結(jié)組成。

碳化硅（SiC）是制作高溫高頻、大功率高壓器件的理想材料之一。主要由硅元素和碳元素組合而成的一種化合物半導(dǎo)體材料。同第一代半導(dǎo)體材料硅（Si）相比，其禁帶寬度是硅（Si）的3倍；擊穿電壓為其8-10倍；導(dǎo)熱率是其4-5倍；電子飽和漂移速率為硅的2-3倍。在耐高壓、耐高頻、耐高溫方面，具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

耐高壓特征：阻抗更低，禁帶寬度更寬，能承受更大的電流和電壓，帶來更小尺寸的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和更好效率；

耐高頻特征：不存在電流拖尾現(xiàn)象，能夠提高元件的開關(guān)速度，是硅（Si）開關(guān)速度的3-10倍，從而適用于更高頻率和更快的開關(guān)速度；

耐高溫特征：碳化硅（SiC）擁有非常高的導(dǎo)熱率，相較硅（Si）來講，能在更高的溫度下工作。

隨著國(guó)家新能源政策導(dǎo)向下對(duì)光伏發(fā)電的大力支持以及碳化硅的優(yōu)勢(shì)日益明顯，碳化硅半導(dǎo)體器件受到了越來越多科技工作者和企業(yè)人士的關(guān)注。

碳化硅（SiC）產(chǎn)業(yè)鏈主要包括了上游襯底、外延環(huán)節(jié)；中游的器件和模塊制造環(huán)節(jié)；下游的應(yīng)用環(huán)節(jié)。

碳化硅管,碳化硅器件,碳化硅半導(dǎo)體

1、襯底：價(jià)值量最高，約為46%，是最為核心的環(huán)節(jié)。由碳化硅（SiC）粉經(jīng)過長(zhǎng)晶、加工、切割、研磨、拋光、清洗環(huán)節(jié)最終形成襯底。其中碳化硅（SiC）晶體的生長(zhǎng)為核心工藝，核心難點(diǎn)在提升良品率。類型可分為導(dǎo)電型、半絕緣型襯底，分別用于功率和射頻器件領(lǐng)域。

2、外延：價(jià)值量占比約23%。在襯底上面再覆蓋一層薄膜以滿足器件生產(chǎn)條件。其中導(dǎo)電型碳化硅（SiC）襯底用于碳化硅（SiC）外延，生產(chǎn)功率器件用于電動(dòng)汽車和新能源領(lǐng)域。半絕緣型碳化硅（SiC）襯底用于氮化鎵外延，生產(chǎn)射頻器件用于5G通信等領(lǐng)域。

3、器件制造：價(jià)值量占比約20%（包括了設(shè)計(jì)、制造、封裝環(huán)節(jié)）。產(chǎn)品包括了碳化硅（SiC）二極管、碳化硅（SiC）MOSFET、全碳化硅（SiC）模塊、碳化硅（SiC）混合模塊。

4、應(yīng)用：導(dǎo)電型碳化硅器件主要用于電動(dòng)汽車、光伏、軌道交通、充電樁等；半絕緣碳化硅器件主要5G通信、數(shù)據(jù)傳輸、航空航天、國(guó)防軍工等等。

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