Skriva inverkan till kiselkarbidmaterial

Kiselkarbid (SiC), som ett oorganiskt ämne, är sammansatt av kol och kisel i förhållandet 1:1 och har en unik Si-C tetraedrisk struktur. Denna struktur ger kiselkarbid utmärkta fysikaliska och kemiska egenskaper, såsom hög hårdhet, hög termisk stabilitet och brett bandgap. Bandgapets bredd för kiselkarbid är så hög som 3,26 eV, nästan tre gånger så stor som kisel, vilket gör att den förblir stabil vid högre temperaturer och har en högre elektrisk nedbrytningsstyrka.

Beredning av kiselkarbidmaterial

Framställningen av kiselkarbidmaterial innefattar huvudsakligen gasfasmetoden, vätskefasmetoden och fastfasmetoden. Bland dem är den fysiska ångtransportmetoden (PVT) och den kemiska ångavsättningsmetoden (CVD) de viktigaste metoderna för att framställa högkvalitativa SiC-enkristaller. PVT-metoden sublimerar SiC-källpulver vid hög temperatur och kondenserar och odlar högkvalitativa SiC-enkristaller på ytan av frökristallen. CVD-metoden erhåller ultrafint och högrent SiC-pulver genom högtemperaturgasreaktion. Dessutom är sol-gel-metoden och toppfrölösningstillväxtmetoden (TSSG) också vanliga beredningsmetoder.

Applicering av kiselkarbidmaterial

SiC-material har använts i stor utsträckning inom många områden på grund av deras utmärkta prestanda.

‌Strömenheter‌: Kiselkarbidmaterial har betydande fördelar inom kraftelektronikområdet. Till exempel, i elfordonsväxelriktare och laddningshögar, kan kiselkarbidkraftenheter minska förpackningsstorleken, minska förlusterna och förbättra konverteringseffektiviteten. Kända bilföretag som Tesla och BYD har redan använt kiselkarbidenheter i sina elfordonsprodukter. Dessutom används kiselkarbidenheter också i stor utsträckning i fotovoltaiska växelriktare och järnvägstransporter, vilket kan förbättra systemets totala effektivitet.

‌RF-enheter‌: Inom militär- och kommunikationsområdet har kiselkarbidbaserade galliumnitrid-RF-enheter blivit kärnkomponenter i system som 5G-mobilkommunikationssystem och den nya generationens aktiva fasade arrayradarer. Dess goda värmeledningsförmåga, höga frekvens och höga effektfördelar gör att kiselkarbidmaterial har breda tillämpningsmöjligheter inom området RF-enheter.

‌Snabbladdare‌: Kiselkarbidenheter anses vara ett idealiskt val för den nya generationen kraftenheter på grund av deras utmärkta motstånd mot höga temperaturer, låga förluster och höga effektivitet. Till exempel används kiselkarbiddioder som Tyco Tianruns G3S06505C och G5S6504Z i stor utsträckning för att byta strömförsörjning, PFC-faktorkorrigering, motordrifter, växelriktare och andra scenarier.

‌Aerospace‌: Silikonkarbidpartikelförstärkta aluminiumbaserade kompositer har också uppnått banbrytande tillämpningar inom flyg- och rymdområdet. Till exempel, i bukfenan på F16-fightern och det nya helikopterrotorsystemet av Eurocopter, förbättrar kiselkarbidpartikelförstärkta aluminiumbaserade kompositer avsevärt komponenternas styvhet och livslängd.

Marknadsstorlek och utvecklingstrend för kiselkarbidindustrin

Enligt Yoles data kommer den globala storleken på marknaden för SiC-kraftenheter att växa från 1,09 miljarder USD 2021 till 6,297 miljarder USD 2027, med en årlig sammansatt tillväxttakt på 34 %. Samtidigt kommer marknadsstorleken för kiselkarbidbaserade galliumnitrid RF-enheter att fortsätta att växa. På den kinesiska marknaden förväntas marknadsstorleken för kraftelektroniska enheter av kiselkarbid och galliumnitrid öka till nästan 30 miljarder yuan med en sammansatt årlig tillväxttakt på 45 %.

Utmaningar och möjligheter inom kiselkarbidindustrin

Även om kiselkarbidmaterial har många fördelar, står deras framställning och applicering fortfarande inför vissa utmaningar. Till exempel är beredningstekniken för kiselkarbidsubstrat svår och utbytet måste förbättras; Tillverkningskostnaden för kiselkarbidanordningar är hög, och marknadsfrämjande kräver fortfarande ansträngningar. Men med den ständiga utvecklingen av teknik och den kontinuerliga expansionen av marknaden kommer kiselkarbidindustrin att inleda fler utvecklingsmöjligheter. I framtiden kommer kiselkarbidmaterial att användas inom fler områden, vilket tillför ny vitalitet i utvecklingen av halvledarindustrin.