Silīcija karbīds: trešās paaudzes pusvadītāju materiālu spilgtā zvaigzne

1, silīcija karbīda definīcija un struktūra
Silicon carbide, in terms of its chemical composition, is a compound made of two elements, silicon (Si) and carbon (C), bonded covalently. Its crystal structure is rich and varied, and the common ones are cubic crystal system ( -SiC) and hexagonal crystal system ( -SiC). Different crystal structures give silicon carbide different performance characteristics, with -Sic ir biežāk sastopams rūpnieciskos lietojumos, pateicoties tā augstākajai termiskajai un ķīmiskajai stabilitātei {. atomu līmenī, silīcija un oglekļa atomi ir precīzi izlīdzināti, veidojot spēcīgu un sakārtotu režģa struktūru, kurai ir ciets pamats silīcija karbīda unikālo īpašībām . unikālajām īpašībām .} unikālajām īpašībām

2, silīcija karbīda īpašības
(1) Augsts joslas platums: silīcija karbīda ir joslas platums līdz 3 . 2ev, apmēram trīs reizes lielāks par parasto silīcija materiālu {. Šī funkcija ļauj silikona karbīda ierīcēm darboties stabili pie augstākas temperatūras, augstāka sprieguma un ar zemāku noplūdes valodu, kas ievērojami uzlabo ierīci un {4. Temperatūra, silīcija ierīcēm, var rasties dramatisks nesēja koncentrācijas palielināšanās termiskās ierosmes dēļ, kas var izraisīt ierīces kļūmi, turpretī silīcija karbīda ierīces spēj uzturēt stabilu darbību, ņemot vērā tā lielo joslas platumu, kas efektīvi aizsargā pret šādiem termiskiem traucējumiem.
(2) Augsta termiskā vadītspēja: silīcija karbīdam ir ļoti augsta siltumvadītspēja, kas ir {3-5, kas ir augstāka nekā silīcija . laba siltumvadītspēja nozīmē, ka silīcija karbīds spēj efektīvāk veikt siltumu un ātri izdalīt siltumu, kas rada elektronisko efektivitātes darbību {3. semiconductor devices as an example, when running at high power, a large amount of heat will cause the device performance to drop or even damage it. Devices made with silicon carbide materials, however, are able to run stably and consistently at higher power due to its excellent heat dissipation ability, greatly improving the performance and service life of the devices.
(3) Silīcija karbīda sabrukuma stiprums: Silīcija karbīda sadalīšanās stiprums ir apmēram 10 reizes lielāks nekā silīcija, kas ļauj tam izturēt augstāku spriegumu . Power Electronics, augstā sadalījuma lauka stiprums nozīmē, ka jaudas ierīces var ražot ar augstāku izturību un mazāka izmēra konvertēšanu {{{3}, piemēram, sil. Karbīda ierīces var efektīvi samazināt ierīču un sistēmas lieluma skaitu, vienlaikus uzlabojot sistēmas konvertēšanas efektivitāti un stabilitāti .
(4) high hardness and wear resistance: silicon carbide is extremely hard, Mohs hardness of 9.5, second only to diamond. This high hardness characteristic makes it widely used in the field of wear-resistant materials, such as making abrasives, cutting tools, wear-resistant linings and so on. In industrial production, many equipments need to run in the harsh Nodiluma vide, piemēram, kalnrūpniecības tehnika drupinātājā, dzirnavās, silīcija karbīda materiālu detaļu izmantošana var ievērojami uzlabot aprīkojuma nodiluma izturību, samazināt aprīkojuma uzturēšanas izmaksas un pagarināt aprīkojuma kalpošanas laiku.
(5) Ķīmiskā stabilitāte: Silīcija karbīdam ir laba ķīmiska stabilitāte, istabas temperatūrā gandrīz nereaģē ar ķīmiskiem reaģentiem, pat augstā temperatūrā, spēcīgas skābes un sārmes un citas ekstrēmas vides, tā ķīmiskās īpašības ir salīdzinoši stabila .. Šī raksturīga ir silīcija ogļraķe, kas ir ķīmiskā rūpniecībā, un to var izmantot, un cita veida korozijas videi ir svarīga, un tā ir korozijas videi, kas ir piemērota, un tā ir metāla, un tā korozijas videi ir svarīga, un tā ir korozijas videi, kas ir piemērota, un tā ir metāla un korozijas videi, kas ir piemērota. Izturīga cauruļvada, reaktora oderējuma un tā uz {. ražošana

3, silīcija karbīda pielietojums
(1) Jauni enerģijas transportlīdzekļi: Jaunu enerģijas transportlīdzekļu laukā silīcija karbīds spēlē arvien nozīmīgāku lomu ., no vienas puses Nozīmīgi energoefektivitātes un veiktspējas uzlabojumi {. No otras puses, uzlādēšanas un DC/DC konversijā silīcija karbīda ierīču pielietojums var realizēt augstāku jaudas blīvumu un ātrāku uzlādes ātrumu, tādējādi uzlabojot lietotāju . {6}, lai strauji attīstītos jaunā enerģijas transportlīdzekļu tirgū, {7 {7 {7} {7 {7 {7 {7 {7 {7 {Silicon CARBide attīstība šajā laukā turpinās {{7 {7 {7 {7 {7 {7 {7 {7 {7 {7 {7 {7 {Silicon Carbide attīstība šajā laukā turpināsies.
(2) 5G Komunikācija: 5G sakaru tīkls izvirza augstākas prasības RF ierīču veiktspējai {. Tā augstās elektronu mobilitātes dēļ, augstas sadales lauka stiprības un citas īpašības, silīcija karbīda balstītas RF ierīces spēj sasniegt augstāku jaudu un efektīvāku signālu apstrādi, lai apmierinātu šo augstāko līmeni, augstas un augstas efektivitātes RF ierīcēm 5G bāzē., vienādi rf. un silīcija karbīda ierīču vieglās īpašības arī palīdz samazināt bāzes stacijas aprīkojuma apjomu un svaru, uzlabot aprīkojuma integrāciju un uzticamību un veicināt plaši izplatīto 5G sakaru tehnoloģijas pielietojumu un attīstību .
(3) Fotovolta un enerģijas uzglabāšana: Fotoelektriskajā rūpniecībā invertors ir galvenais aprīkojums saules enerģijas pārvēršanai elektrībā . Silīcija karbīda enerģijas ierīču pielietojums var efektīvi uzlabot pārveidošanas efektivitāti invertoram un samazināt tā enerģijas zudumu darba procesā, tādējādi uzlabojot kopējo ieguvumu un ekonomiskos ieguvumus, kas nodrošina fotokrantu ģenerācijas sistēmu {2. Uzglabāšana, silīcija karbīda ierīces var izmantot akumulatoru pārvaldības sistēmās un enerģijas pārveidošanas sistēmās, kas var ātri uzlādēt un izlādēt, uzlabot enerģijas uzkrāšanas sistēmas stabilitāti un uzticamību un reklamēt enerģijas uzkrāšanas tehnoloģijas attīstību un pielietojumu .
(4) Aviācijas un kosmosa lauks ir ārkārtīgi prasīgs pēc materiālu veiktspējas, kuriem ir nepieciešami materiāli ar augstu uzticamību, izturību pret augstu temperatūru, izturību pret starojumu un citām īpašībām {.} silīcija karbīds, kas plaši izmantots aviācijas un kosmosa laukā, pateicoties tā izcilajai visaptverošajai veiktspējai,., piemēram, Silicon Carbide Materiālu, var būt svarīga loma, piemēram, Silicon Carbide Materiālu atskaņošanai. Dzinēji, elektronisko aprīkojuma siltuma izkliedes sistēmas gaisa kuģī un satelītu enerģijas sistēmas, palīdzot uzlabot kosmiskās aprīkojuma veiktspēju un uzticamību, samazināt aprīkojuma svaru un uzlabot enerģijas izmantošanas efektivitāti .
(5) Rūpnieciskā un elektriskā jauda: rūpnieciskajā jomā silīcija karbīdu var izmantot, lai ražotu dažādas nodilumizturīgas, augstas temperatūras, pret koroziju izturīgas detaļas, piemēram, mehāniskas blīvējuma, augstas temperatūras krāsns oderējumu, nodilumu izturīgu cauruļvadu un .. {6} {6}. Strāvas ierīces var izmantot viedā tīkla pārraidei, pārveidošanai un izplatīšanai, lai realizētu efektīvu elektroenerģijas pārveidošanu un pārnešanu, uzlabotu enerģijas tīkla stabilitāti un uzticamību un samazinātu pārraides zudumus .
4, silīcija karbīda attīstības tendence
(1) technological innovation to promote performance: with the continuous development of materials science and semiconductor technology, silicon carbide preparation process and device manufacturing technology will continue to innovate. In the future, through the optimization of crystal growth process, improve epitaxial technology and device design, is expected to further improve the quality and performance of silicon carbide materials, reduce defect density, improve device integration and reliability, expanding the application of Silīcija karbīds augstākās klases laukos .
(2) Izmaksu samazināšana, lai veicinātu tirgus izplatību: Pašlaik salīdzinoši augstās silīcija karbīda materiālu un ierīču izmaksas, ierobežojot tā plaša mēroga lietojumprogrammu . nākotnē, paplašinot ražošanas skalu, tehnoloģijas termiņš un rūpnieciskās ķēdes uzlabošana, kas ir silikona oglekļa ražošanas izmaksas, kas ir pakāpeniski samazinātas.}} is isher. ražošanas spēja, lai sasniegtu apjomradītus ietaupījumus, samazina ražošanas izmaksas par produkta vienību; No otras puses, tehnoloģiskie jauninājumi uzlabos ražošanas efektivitāti, samazinās izejvielu un lūžņu līmeņa patēriņu un vēl vairāk samazinās izmaksas . Samazinātas izmaksas padarīs silīcija karbīdu vairākās jomās ar ekonomisko iespējamību, lai veicinātu tā izplatību tirgū un pielietojuma paplašināšanu .}}}
(3) Application areas continue to expand: with the improvement of silicon carbide performance and cost reduction, its application areas will continue to expand. In addition to the existing new energy vehicles, 5G communications, photovoltaic energy storage and other areas of in-depth application, silicon carbide will also be in the emerging areas such as quantum computing, artificial intelligence hardware acceleration, solid-state LiDAR and other aspects of the application of huge potential. At the same time, as the global concern for energy efficiency and environmental protection continues to grow, silicon carbide, as a highly efficient and energy-saving material, will play a more important role in the energy sector, contributing to the global energy transition and sustainable development.
(4) Accelerated development of industrial synergy: the development of the silicon carbide industry can not be separated from the industry chain of upstream and downstream enterprises. In the future, enterprises in substrate, epitaxial, device manufacturing, application development and other links will strengthen cooperation and communication to form a closer industrial ecology. Through joint technical research and development, development of industry standards, Piegādes ķēdes pārvaldības optimizācija utt. ., lai uzlabotu nozares vispārējo konkurētspēju un veicinātu straujo un veselīgo attīstību silīcija karbīda nozarē .
In conclusion, as a representative of the third generation of semiconductor materials, silicon carbide is becoming a global research hotspot in the field of materials science and semiconductors and the focus of industrial development by virtue of its excellent performance and broad application prospects. With the continuous progress of technology and the gradual maturation of the industry, silicon carbide is expected to realize breakthroughs in more fields and make important contributions to the Mūsdienu zinātniskā un tehnoloģiskā progresa un sociālās attīstības veicināšana .