คาดว่าจะมีซิลิกอนคาร์ไบด์สำหรับยานพาหนะพลังงานใหม่

ซิลิคอนเป็นวัสดุที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับการผลิตชิปเซมิคอนดักเตอร์ส่วนใหญ่เป็นเพราะซิลิคอนสำรองขนาดใหญ่ค่าใช้จ่ายค่อนข้างต่ำและการเตรียมนั้นค่อนข้างง่าย อย่างไรก็ตามการประยุกต์ใช้ซิลิคอนในด้านของ optoelectronics และอุปกรณ์พลังงานสูงความถี่สูงถูกขัดขวางและประสิทธิภาพการทำงานของซิลิคอนที่ความถี่สูงนั้นไม่ดีซึ่งไม่เหมาะสำหรับการใช้งานแรงดันสูง ข้อ จำกัด เหล่านี้ทำให้อุปกรณ์พลังงานที่ใช้ซิลิคอนเป็นเรื่องยากขึ้นเรื่อย ๆ เพื่อตอบสนองความต้องการของแอพพลิเคชั่นที่เกิดขึ้นใหม่เช่นยานพาหนะพลังงานใหม่และรางความเร็วสูงเพื่อประสิทธิภาพสูงและความถี่สูง

ในบริบทนี้ซิลิคอนคาร์ไบด์ได้เข้ามาในสปอตไลท์ เมื่อเทียบกับวัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นแรกและรุ่นที่สอง SIC มีชุดของคุณสมบัติทางเคมีกายภาพที่ยอดเยี่ยมนอกเหนือจากความกว้างของช่องว่างของแถบมันยังมีลักษณะของสนามไฟฟ้าที่มีการสลายตัวสูงความเร็วอิเล็กตรอนที่มีความอิ่มตัวสูงค่าการนำความร้อนสูง และความคล่องตัวสูง สนามไฟฟ้าที่มีการสลายอย่างมีวิกฤตของ SIC คือ 10 เท่าของ SI และ 5 เท่าของ GAAS ซึ่งช่วยเพิ่มความสามารถในการทนทานต่อแรงดันไฟฟ้าความถี่ในการทำงานและความหนาแน่นกระแสของอุปกรณ์ฐาน SIC และลดการสูญเสียการนำอุปกรณ์ เมื่อรวมกับค่าการนำความร้อนที่สูงกว่า CU อุปกรณ์ไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์กระจายความร้อนเพิ่มเติมเพื่อลดขนาดของเครื่องโดยรวม นอกจากนี้อุปกรณ์ SIC มีการสูญเสียการนำไฟฟ้าต่ำมากและสามารถรักษาประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่ดีได้ที่ความถี่สูงพิเศษ ตัวอย่างเช่นการเปลี่ยนจากโซลูชันสามระดับตามอุปกรณ์ SI เป็นโซลูชันสองระดับที่ใช้ SIC สามารถเพิ่มประสิทธิภาพจาก 96% เป็น 97.6% และลดการใช้พลังงานได้มากถึง 40% ดังนั้นอุปกรณ์ SIC จึงมีข้อได้เปรียบที่ดีในการใช้งานที่มีกำลังต่ำมีความถี่ต่ำและมีความถี่สูง

เมื่อเทียบกับซิลิกอนแบบดั้งเดิมประสิทธิภาพการใช้งานของซิลิกอนคาร์ไบด์นั้นดีกว่าซิลิคอนซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการการใช้งานของอุณหภูมิสูงความดันสูงความถี่สูงพลังงานสูงและเงื่อนไขอื่น ๆ อุปกรณ์ RF และอุปกรณ์พลังงาน

	B และ Gap/EV	อิเล็กตรอน Mobilit y (cm2/vs)	breakdo wn voltag e (kv/mm)	ความ ร้อน (w/mk)	dielec tric ค่าคงที่	อุณหภูมิการทำงานสูงสุดทางทฤษฎี (° C)
sic	3.2	1,000	2.8	4.9	9.7	600
กาน	3.42	ปี 2000	3.3	1.3	9.8	800
Gaas	1.42	8500	0.4	0.5	13.1	350
ศรี	1.12	600	0.4	1.5	11.9	175

วัสดุซิลิคอนคาร์ไบด์สามารถทำให้ขนาดของอุปกรณ์มีขนาดเล็กลงและเล็กลงและประสิทธิภาพก็เริ่มดีขึ้นเรื่อย ๆ ดังนั้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาผู้ผลิตรถยนต์ไฟฟ้าได้โปรดปราน จากข้อมูลของ Rohm ตัวแปลง LLCDC/DC 5kW, บอร์ดควบคุมพลังงานถูกแทนที่ด้วยซิลิกอนคาร์ไบด์แทนอุปกรณ์ซิลิกอนน้ำหนักลดลงจาก 7kg เป็น 0.9 กิโลกรัมและปริมาตรลดลงจาก 8755cc เป็น 1350cc ขนาดของอุปกรณ์ SIC เป็นเพียง 1/10 ของอุปกรณ์ซิลิกอนของข้อกำหนดเดียวกันและการสูญเสียพลังงานของระบบ Si carbit MOSFET น้อยกว่า 1/4 ของ IGBT ที่ใช้ซิลิกอนซึ่งสามารถทำได้ นำการปรับปรุงประสิทธิภาพที่สำคัญมาสู่ผลิตภัณฑ์สุดท้าย

ซิลิคอนคาร์ไบด์ได้กลายเป็นอีกแอปพลิเคชั่นใหม่ในสารตั้งต้นเซรามิกสำหรับยานพาหนะ พลังงาน ใหม่