ویفرهای SiC نیمه‌رساناهایی هستند که از کاربید سیلیکون ساخته شده‌اند. این ماده در سال ۱۸۹۳ توسعه یافت و برای کاربردهای متنوعی ایده‌آل است. به ویژه برای دیودهای شاتکی، دیودهای شاتکی با مانع اتصال، سوئیچ‌ها و ترانزیستورهای اثر میدانی نیمه‌رسانای اکسید فلز مناسب است. به دلیل سختی بالای آن، انتخابی عالی برای قطعات الکترونیک قدرت است.
در حال حاضر، دو نوع اصلی ویفر SiC وجود دارد. نوع اول ویفر صیقلی است که یک ویفر کاربید سیلیکون تکی است. این ویفر از کریستال‌های SiC با خلوص بالا ساخته شده و می‌تواند قطر ۱۰۰ یا ۱۵۰ میلی‌متر داشته باشد. این ویفر در دستگاه‌های الکترونیکی با قدرت بالا استفاده می‌شود. نوع دوم ویفر کاربید سیلیکون با کریستال اپیتاکسیال است. این نوع ویفر با افزودن یک لایه از کریستال‌های کاربید سیلیکون به سطح ساخته می‌شود. این روش نیاز به کنترل دقیق ضخامت ماده دارد و به عنوان اپیتاکسی نوع N شناخته می‌شود.
نوع بعدی، کاربید سیلیکون بتا است. کاربید سیلیکون بتا در دماهای بالاتر از ۱۷۰۰ درجه سانتیگراد تولید می‌شود. کاربیدهای آلفا رایج‌ترین نوع هستند و ساختار کریستالی شش ضلعی مشابه وورتزیت دارند. فرم بتا شبیه الماس است و در برخی کاربردها استفاده می‌شود. این ماده همیشه اولین انتخاب برای محصولات نیمه تمام خودروهای الکتریکی بوده است. چندین تامین کننده ویفر کاربید سیلیکون شخص ثالث در حال حاضر روی این ماده جدید کار می‌کنند.
ویفرهای SiC شرکت ZMSH مواد نیمه‌هادی بسیار محبوبی هستند. این ماده، یک ماده نیمه‌هادی با کیفیت بالا است که برای بسیاری از کاربردها مناسب می‌باشد. ویفرهای کاربید سیلیکون ZMSH ماده‌ای بسیار مفید برای انواع دستگاه‌های الکترونیکی هستند. ZMSH طیف گسترده‌ای از ویفرها و زیرلایه‌های SiC با کیفیت بالا را عرضه می‌کند. آنها در اشکال نوع N و نیمه عایق موجود هستند.
۲---کاربید سیلیکون: به سوی عصر جدیدی از ویفرها
خواص فیزیکی و ویژگی‌های کاربید سیلیکون
کاربید سیلیکون دارای ساختار کریستالی ویژه‌ای است که از یک ساختار شش ضلعی فشرده مشابه الماس استفاده می‌کند. این ساختار، کاربید سیلیکون را قادر می‌سازد تا رسانایی حرارتی عالی و مقاومت در برابر دمای بالا داشته باشد. در مقایسه با مواد سیلیکونی سنتی، کاربید سیلیکون دارای پهنای شکاف نواری بزرگتری است که فاصله باند الکترونی بیشتری را فراهم می‌کند و در نتیجه تحرک الکترونی بیشتر و جریان نشتی کمتری را به همراه دارد. علاوه بر این، کاربید سیلیکون همچنین دارای سرعت رانش اشباع الکترونی بالاتر و مقاومت ویژه کمتر خود ماده است که عملکرد بهتری را برای کاربردهای توان بالا فراهم می‌کند.
موارد کاربرد و چشم‌انداز ویفرهای کاربید سیلیکون
کاربردهای الکترونیک قدرت
ویفر سیلیکون کاربید چشم‌انداز کاربرد گسترده‌ای در زمینه الکترونیک قدرت دارد. به دلیل تحرک الکترونی بالا و رسانایی حرارتی عالی، ویفرهای SIC می‌توانند برای ساخت دستگاه‌های سوئیچینگ با چگالی توان بالا، مانند ماژول‌های قدرت برای وسایل نقلیه الکتریکی و اینورترهای خورشیدی، مورد استفاده قرار گیرند. پایداری دمایی بالای ویفرهای سیلیکون کاربید، این دستگاه‌ها را قادر می‌سازد تا در محیط‌های با دمای بالا کار کنند و راندمان و قابلیت اطمینان بیشتری را فراهم کنند.
کاربردهای اپتوالکترونیکی
در زمینه دستگاه‌های اپتوالکترونیکی، ویفرهای کاربید سیلیکون مزایای منحصر به فرد خود را نشان می‌دهند. ماده کاربید سیلیکون دارای ویژگی‌های شکاف باند پهن است که آن را قادر می‌سازد تا به انرژی فوتونی بالا و اتلاف نور کم در دستگاه‌های اپتوالکترونیکی دست یابد. ویفرهای کاربید سیلیکون را می‌توان برای تهیه دستگاه‌های ارتباطی پرسرعت، آشکارسازهای نوری و لیزرها استفاده کرد. رسانایی حرارتی عالی و چگالی نقص کریستالی پایین آن، آن را برای تهیه دستگاه‌های اپتوالکترونیکی با کیفیت بالا ایده‌آل می‌کند.
چشم‌انداز
با افزایش تقاضا برای دستگاه‌های الکترونیکی با کارایی بالا، ویفرهای کاربید سیلیکون به عنوان ماده‌ای با خواص عالی و پتانسیل کاربرد گسترده، آینده‌ای امیدوارکننده دارند. با بهبود مستمر فناوری آماده‌سازی و کاهش هزینه، کاربرد تجاری ویفرهای کاربید سیلیکون ارتقا خواهد یافت. انتظار می‌رود که در چند سال آینده، ویفرهای کاربید سیلیکون به تدریج وارد بازار شوند و به انتخاب اصلی برای کاربردهای توان بالا، فرکانس بالا و دمای بالا تبدیل شوند.
3---تحلیل عمیق بازار ویفر SiC و روندهای فناوری
تحلیل عمیق محرک‌های بازار ویفر سیلیکون کاربید (SiC)
رشد بازار ویفر کاربید سیلیکون (SiC) تحت تأثیر چندین عامل کلیدی است و تجزیه و تحلیل عمیق تأثیر این عوامل بر بازار بسیار مهم است. در اینجا برخی از محرک‌های اصلی بازار آورده شده است:
صرفه‌جویی در مصرف انرژی و حفاظت از محیط زیست: ویژگی‌های عملکرد بالا و مصرف کم انرژی مواد کاربید سیلیکون، آن را در زمینه صرفه‌جویی در مصرف انرژی و حفاظت از محیط زیست محبوب کرده است. تقاضا برای وسایل نقلیه الکتریکی، اینورترهای خورشیدی و سایر دستگاه‌های تبدیل انرژی، رشد بازار ویفرهای کاربید سیلیکون را به دنبال دارد، زیرا به کاهش اتلاف انرژی کمک می‌کند.
کاربردهای الکترونیک قدرت: کاربید سیلیکون در کاربردهای الکترونیک قدرت بسیار عالی است و می‌تواند در الکترونیک قدرت تحت فشار و دمای بالا مورد استفاده قرار گیرد. با محبوبیت انرژی‌های تجدیدپذیر و ارتقای گذار توان الکتریکی، تقاضا برای ویفرهای کاربید سیلیکون در بازار الکترونیک قدرت همچنان رو به افزایش است.
تجزیه و تحلیل دقیق روند توسعه فناوری تولید ویفرهای SiC در آینده
تولید انبوه و کاهش هزینه: تولید ویفر SiC در آینده بیشتر بر تولید انبوه و کاهش هزینه متمرکز خواهد بود. این شامل تکنیک‌های رشد بهبود یافته مانند رسوب شیمیایی بخار (CVD) و رسوب فیزیکی بخار (PVD) برای افزایش بهره‌وری و کاهش هزینه‌های تولید است. علاوه بر این، انتظار می‌رود اتخاذ فرآیندهای تولید هوشمند و خودکار، کارایی را بیشتر بهبود بخشد.
اندازه و ساختار جدید ویفر: اندازه و ساختار ویفرهای SiC ممکن است در آینده تغییر کند تا نیازهای کاربردهای مختلف را برآورده سازد. این ممکن است شامل ویفرهایی با قطر بزرگتر، ساختارهای ناهمگن یا ویفرهای چند لایه باشد تا انعطاف پذیری طراحی و گزینه های عملکرد بیشتری را ارائه دهد.
بهره‌وری انرژی و تولید سبز: تولید ویفرهای SiC در آینده تأکید بیشتری بر بهره‌وری انرژی و تولید سبز خواهد داشت. کارخانه‌هایی که با انرژی‌های تجدیدپذیر، مواد سبز، بازیافت زباله و فرآیندهای تولید کم کربن کار می‌کنند، به روندهای تولید تبدیل خواهند شد.
زمان ارسال: ۱۹ ژانویه ۲۰۲۴