碳化硅半导体用途,碳化硅外延晶片是什么-KIA MOS管

碳化硅半导体用途

碳化硅(SiC)，是由碳元素和硅元素组成的一种半导体材料。碳化硅是宽禁带半导体材料的一种，主要特点是高热导率、高饱和以及电子漂移速率和高击场强等，因此被应用于各种半导体材料当中，碳化硅器件主要包括功率二极管和功率开关管。功率二极管包括结势垒肖特基（JBS）二极管、PiN二极管和超结二极管；功率开关管主要包括金属氧化物半导体场效应开关管（MOSFET）、结型场效应开关管（JFET）、双极型开关管（BJT）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）、门极可关断晶闸管（GTO）和发射极可关断晶闸管（ETO）等。

应用领域

1.电动汽车与充电设施

主逆变器：提升电机驱动效率，增加续航里程（如特斯拉Model 3采用碳化硅模块，续航提升10%）。

车载充电器（OBC）与充电桩：缩小体积50%，充电速度提高30%。

2.可再生能源系统

光伏逆变器：转换效率从96%提升至99%，能量损耗降低50%，延长设备寿命50倍。风力发电：优化高压直流输电，减少能量损耗。

3.5G通信与射频器件

基站功率放大器：利用高频率特性支持高频信号传输，降低能耗。

射频开关/滤波器：提升信号处理速度和稳定性。

4.工业与电力系统

智能电网：用于高压直流断路器、柔性输电设备，提高电网可靠性。

轨道交通：牵引变流器节能20%，体积缩小65%（如日本小田急电铁案例）。

工业电机驱动：降低绝缘应力60%，延长电机寿命2倍。

5.高可靠性场景

航空航天与国防：抗辐照特性适用于卫星通信和极端环境设备。

消费电子：AR眼镜散热基板，利用高导热性（4.9W/cm-K）管理热量。

碳化硅外延晶片是什么

碳化硅外延晶片（SiC Epitaxial Wafer）是指在碳化硅单晶衬底（Substrate）上，通过外延生长技术（如化学气相沉积CVD)沉积一层具有特定电学特性的单晶薄膜（外延层）而形成的半导体材料。

碳化硅外延晶片在功率电子器件中的应用主要包括功率二极管和晶体管，如MOSFETs（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors）和IGBTs（Insulated Gate Bipolar Transistors）。

功率二极管：包括肖特基二极管和PN结二极管，碳化硅二极管因其高击穿电压和低导通电阻而在高压应用中表现出色。

MOSFETs：碳化硅MOSFETs具有高开关速度和高温稳定性，是高频和高效率电源转换的关键器件。

IGBTs：碳化硅IGBTs结合了MOSFET的高开关速度和双极型晶体管的高电流能力，适用于大功率电源应用。

组成结构：

衬底：作为生长基础的碳化硅单晶片，提供晶体结构模板。

外延层：在衬底表面生长的薄层单晶碳化硅，其掺杂类型（N型或P型）和浓度可被精确控制，以满足不同功率器件的设计需求。

这种材料因其碳化硅衬底固有的优异特性（高击穿电场、高热导率、高电子饱和漂移速度），在外延层的协同下，成为制造高性能功率器件的理想平台。

应用领域：

新能源汽车：主逆变器、车载充电机（OBC）、DC-DC转换器。

清洁能源：光伏发电逆变器。

工业与基础设施：智能电网、轨道交通、充电桩、航空航天电源系统。

与传统的硅基材料相比，碳化硅外延晶片能显著降低器件的导通电阻和开关损耗，实现系统更高效率、更小体积和更轻重量。

联系方式：邹先生

座机：0755-83888366-8022

手机：18123972950（微信同号）

QQ：2880195519

联系地址：深圳市龙华区英泰科汇广场2栋1902

搜索微信公众号:“KIA半导体”或扫码关注官方微信公众号

关注官方微信公众号：提供 MOS管 技术支持

免责声明：网站部分图文来源其它出处，如有侵权请联系删除。