Industria di produzione del carburo di silicio

Paragonato aa base di siliciomateriali semiconduttori, i materiali semiconduttori di terza generazione rappresentati dal carburo di silicio (SiC) presentano numerosi vantaggi, quali un elevato campo elettrico di rottura, un'elevata velocità di deriva degli elettroni saturi e un'elevata conduttività termica.

I dispositivi di potenza in carburo di silicio sono utilizzati principalmente in campi ad alta potenza, come veicoli a nuova energia, accumulo di energia fotovoltaica, trasporto ferroviario e altri campi, in particolare nel campo dei veicoli. Nei prossimi anni, applicazioni come inverter principali di bordo e moduli di ricarica continueranno a crescere ad alta velocità.

Attualmente, le imprese nazionali hanno accelerato il loro ingresso nella filiera del carburo di silicio e la spesa in conto capitale è aumentata, determinando una rapida crescita di tutti gli anelli della filiera industriale.

Secondo il rapporto di Yole, nel 2027 il mercato dei dispositivi di alimentazione al carburo di silicio supererà i 6 miliardi di dollari, con un tasso di crescita annuo composto superiore al 30%.

La potenza basata sul carburo di silicioLa filiera industriale dei dispositivi comprende principalmente la preparazione a monte del substrato di carburo di silicio, la crescita dello strato epitassico, la produzione a metà percorso dei dispositivi e i mercati delle applicazioni a valle.

Il processo di preparazione del substrato consiste principalmente nel sintetizzare polvere di carbonio ad alta purezza e polvere di silicio ad alta purezza in polvere di carburo di silicio. In un campo di temperatura speciale, il metodo di trasferimento fisico del vapore (metodo PVT) viene utilizzato principalmente per far crescere lingotti di cristallo di carburo di silicio di diverse dimensioni e il substrato di carburo di silicio viene prodotto dopo più processi.

Il legame epitassico si trova principalmente sul substrato di carburo di silicio e il foglio epitassico è formato sulla superficie del substrato mediante il metodo di deposizione chimica da vapore (CVD).

Tra questi, il foglio epitassiale in carburo di silicio viene preparato facendo crescere uno strato epitassiale in carburo di silicio su un substrato conduttivo in carburo di silicio, che può essere ulteriormente trasformato in dispositivi di potenza e applicato in nuovi veicoli energetici, fotovoltaico, trasporto ferroviario, smart grid, aerospaziale e altri campi. Il foglio epitassiale in nitruro di gallio a base di silicio (GaN-on-SiC) viene preparato facendo crescere uno strato epitassiale in nitruro di gallio su un substrato semi-isolato in carburo di silicio, che può essere ulteriormente trasformato in dispositivi RF a microonde e applicato nei campi di comunicazione 5G.

Nella struttura dei costi di produzione dei dispositivi in ​​carburo di silicio, il costo del substrato è il più elevato, rappresentando il 47%; il secondo è il costo esteso, che rappresenta il 23%. Questi due processi sono componenti importanti dei dispositivi SiC.

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