摘要 摘要:碳化硅由于化學性能穩(wěn)定、導熱系數(shù)高、熱膨脹系數(shù)小、耐磨性能好,除作磨料用外,還有很多其他用途。其中,大量用于制作電熱元件硅碳棒,并可以用于大功率電子器件制造。根據(jù)中國機床工業(yè)...
摘要:碳化硅由于化學性能穩(wěn)定、導熱系數(shù)高、熱膨脹系數(shù)小、耐磨性能好,除作磨料用外,還有很多其他用途。其中,大量用于制作電熱元件硅碳棒,并可以用于大功率電子器件制造。根據(jù)中國機床工業(yè)協(xié)會磨料磨具專委會碳化硅專家委員會的數(shù)據(jù),截至2012年底,全球碳化硅產(chǎn)能達260萬噸以上,產(chǎn)能達到1萬噸以上的國家有13個,占全球總產(chǎn)能的98%。其中中國碳化硅產(chǎn)能達到220萬噸,占全球總產(chǎn)能的84%。整體而言,我國碳化硅冶煉生產(chǎn)工藝、技術(shù)裝備和單噸能耗達到世界領(lǐng)先水平。黑、綠碳化硅原塊的質(zhì)量水平也屬世界級。
與此同時,碳化硅是半導體界公認的“一種未來的材料”,是新世紀有廣闊發(fā)展?jié)摿Φ男滦桶雽w材料。預計在今后5~10年將會快速發(fā)展和有顯著成果出現(xiàn)。促使碳化硅發(fā)展的主要因素是硅(SI)材料的負載量已到達極限,以硅作為基片的半導體器件性能和能力極限已無可突破的空間。如今,我國雖然已在碳化硅生產(chǎn)上取得較大成績,但是在碳化硅大功率器件開發(fā)上一直處于落后地位。
幸運的是,該不利局面現(xiàn)已得到改變。
報道指出,中國首次實現(xiàn)碳化硅大功率器件的批量生產(chǎn),在以美、歐、日為主導的半導體領(lǐng)域形成突破。業(yè)內(nèi)專家指出,這一突破有望緩解中國的能源危機。
有關(guān)負責人表示,利用碳化硅單晶襯底和外延材料制作的電力電子器件可以在高電壓、大電流、高頻率環(huán)境下工作,“與傳統(tǒng)的硅器件相比,碳化硅電力芯片能夠大幅度減少電力設(shè)備體積和重量,能大幅降低各項設(shè)備系統(tǒng)的整體成本并提高系統(tǒng)的可靠性”。
數(shù)據(jù)表明,屬于“寬禁帶”的第三代半導體的碳化硅,大功率在降低自身功耗的同時,提高系統(tǒng)其他部件的功效,可節(jié)能20%至90%。
中國電器工業(yè)協(xié)會電力電子分會常務(wù)副理事長肖向鋒指出,這一成果對于煤炭、石油等資源越發(fā)緊缺的中國具有現(xiàn)實意義。
“為應(yīng)對能源危機,國家提出節(jié)能減排,電能的輸送、分配都離不開電力電子技術(shù)”,肖向鋒解釋說,現(xiàn)有的電子技術(shù)基于半導體硅材料器件,但受制于硅材料的物理性能,器件功耗大。碳化硅器件的研發(fā)、生產(chǎn)無疑可解“燃眉之急”。