Aplikasi Silikon Karbida

Di antara komponen inti kendaraan listrik, modul daya otomotif—terutama yang memanfaatkan teknologi IGBT—memainkan peran penting. Modul-modul ini tidak hanya menentukan kinerja utama sistem penggerak listrik tetapi juga menyumbang lebih dari 40% biaya motor inverter. Karena keuntungan signifikan darisilikon karbida (SiC)dibandingkan bahan silikon (Si) tradisional, modul SiC semakin banyak diadopsi dan dipromosikan dalam industri otomotif. Kendaraan listrik kini menggunakan modul SiC.

Bidang kendaraan energi baru menjadi medan pertempuran penting untuk diadopsi secara luassilikon karbida (SiC)perangkat dan modul daya. Produsen semikonduktor utama secara aktif menerapkan solusi seperti konfigurasi paralel SiC MOS, modul kontrol elektronik jembatan penuh tiga fase, dan modul SiC MOS tingkat otomotif, yang menyoroti potensi signifikan material SiC. Karakteristik daya tinggi, frekuensi tinggi, dan kepadatan daya tinggi dari bahan SiC memungkinkan pengurangan besar dalam ukuran sistem kontrol elektronik. Selain itu, sifat suhu tinggi yang sangat baik dari SiC telah menarik banyak perhatian dalam sektor kendaraan energi baru, sehingga menyebabkan perkembangan dan minat yang pesat.

Saat ini, perangkat berbasis SiC yang paling umum adalah dioda SiC Schottky (SBD) dan MOSFET SiC. Sementara transistor bipolar gerbang terisolasi (IGBT) menggabungkan keunggulan MOSFET dan transistor sambungan bipolar (BJT),SiC, sebagai bahan semikonduktor celah pita lebar generasi ketiga, menawarkan kinerja keseluruhan yang lebih baik dibandingkan silikon tradisional (Si). Namun, sebagian besar diskusi berfokus pada SiC MOSFET, sedangkan SiC IGBT hanya mendapat sedikit perhatian. Perbedaan ini terutama disebabkan oleh dominasi IGBT berbasis silikon di pasar meskipun teknologi SiC memiliki banyak manfaat.

Ketika material semikonduktor wide-bandgap generasi ketiga mendapatkan daya tarik, perangkat dan modul SiC muncul sebagai alternatif potensial untuk IGBT di berbagai industri. Meski demikian, SiC belum sepenuhnya menggantikan IGBT. Hambatan utama dalam penerapannya adalah biaya; Perangkat listrik SiC kira-kira enam hingga sembilan kali lebih mahal dibandingkan perangkat silikon. Saat ini, ukuran wafer SiC utama adalah enam inci, sehingga memerlukan pembuatan substrat Si terlebih dahulu. Tingkat kerusakan yang lebih tinggi terkait dengan wafer ini berkontribusi pada peningkatan biaya, sehingga membatasi keunggulan harga.

Meskipun beberapa upaya telah dilakukan untuk mengembangkan IGBT SiC, harganya secara umum tidak menarik untuk sebagian besar aplikasi pasar. Dalam industri yang mengutamakan biaya, keunggulan teknologi SiC mungkin tidak semenarik manfaat biaya perangkat silikon tradisional. Namun, di sektor seperti industri otomotif, yang kurang sensitif terhadap harga, aplikasi SiC MOSFET telah mengalami kemajuan lebih jauh. Meskipun demikian, MOSFET SiC memang menawarkan keunggulan kinerja dibandingkan IGBT Si di area tertentu. Di masa mendatang, kedua teknologi tersebut diharapkan dapat hidup berdampingan, meskipun kurangnya insentif pasar atau permintaan teknis saat ini membatasi pengembangan IGBT SiC yang berkinerja lebih tinggi.

Di masa depan,silikon karbida (SiC)transistor bipolar gerbang terisolasi (IGBT) diharapkan dapat diterapkan terutama pada transformator elektronik daya (PET). PET sangat penting dalam bidang teknologi konversi daya, terutama untuk aplikasi tegangan menengah dan tinggi, termasuk konstruksi jaringan pintar, integrasi internet energi, integrasi energi terbarukan terdistribusi, dan inverter traksi lokomotif listrik. Mereka telah mendapatkan pengakuan luas atas kemampuan pengendaliannya yang luar biasa, kompatibilitas sistem yang tinggi, dan kinerja kualitas daya yang unggul.

Namun, teknologi PET tradisional menghadapi beberapa tantangan, termasuk efisiensi konversi yang rendah, kesulitan dalam meningkatkan kepadatan daya, biaya tinggi, dan keandalan yang tidak memadai. Banyak dari masalah ini berasal dari keterbatasan resistansi tegangan pada perangkat semikonduktor daya, yang memerlukan penggunaan struktur seri multi-tahap yang kompleks dalam aplikasi tegangan tinggi (seperti yang mendekati atau melebihi 10 kV). Kompleksitas ini menyebabkan peningkatan jumlah komponen daya, elemen penyimpan energi, dan induktor.

Untuk mengatasi tantangan ini, industri ini secara aktif menyelidiki penerapan material semikonduktor berkinerja tinggi, khususnya IGBT SiC. Sebagai bahan semikonduktor celah pita lebar generasi ketiga, SiC memenuhi persyaratan untuk aplikasi tegangan tinggi, frekuensi tinggi, dan daya tinggi karena kekuatan medan listrik tembusnya yang sangat tinggi, celah pita lebar, laju migrasi saturasi elektron yang cepat, dan konduktivitas termal yang sangat baik. IGBT SiC telah menunjukkan kinerja luar biasa dalam rentang tegangan menengah dan tinggi (termasuk namun tidak terbatas pada 10 kV ke bawah) dalam bidang elektronika daya, berkat karakteristik konduksinya yang unggul, kecepatan peralihan yang sangat cepat, dan area pengoperasian aman yang luas.

Semicorex menawarkan kualitas tinggiSilikon Karbida. Jika Anda memiliki pertanyaan atau memerlukan detail tambahan, jangan ragu untuk menghubungi kami.

Hubungi telepon #+86-13567891907

Email: penjualan@semicorex.com