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半导体材料跟新能源能碰撞出火花吗

2022-01-20
据博研微纳小编了解,发展至今,半导体材料已历经多次迭代。
 半导体材料跟新能源能碰撞出火花吗
第一代半导体材料主要是硅和锗。20世纪60年代以后,硅基半导体逐渐成为主流,至今仍是应用最广泛的半导体材料。世界上95%以上的芯片是由硅片制成的。
 
砷化镓是第二种半导体材料的代表,可以产生更高频、更高速的集成电路,但根据目前的需要,砷化镓材料的禁带宽度仍然很小。
 
第三代半导体材料以碳化硅和氮化镓为代表,可以制备耐高压、高频的功率设备,其中碳化硅是综合性能最好、商业化程度最高、技术最成熟的第三代半导体材料。
 
碳化硅不是原有技术的逐步改进,而是跳跃式升级。
 
在相同规格下,碳化硅基MOSFET的尺寸仅为硅基MOSFET的1/10,导通电阻为后者的1/100。与硅基IGBT相比,碳化硅基MOSFET的总能量损失可减少70%。
 
碳化硅半导体材料的性能优势在各种新能源能源行业。
 
应用于风力发电领域,效率可提高20%。
 
应用于光伏逆变器,可将转换效率从96%提高到99%以上,能量损耗降低50%以上,设备循环寿命提高50倍。
 
最重要的是应用于新能源汽车。
 
2016年,特斯拉在成本控制方面几乎变态,率先在Model3的主逆变器上安装了24个由意法半导体生产的碳化硅MOSFET功率模块。你知道,当时碳化硅功率设备的价格是同一硅设备的十倍。
 
事实证明,马斯克的眼睛一如既往地犀利。
 
根据福特汽车的计算,与传统的硅芯片相比,由碳化硅半导体材料制成的芯片驱动的新能源汽车的能量损为5倍。到目前为止,超过40%的纯电动汽车采用SiC技术。
 
碳化硅半导体材料不仅在家电、通信、航空、高铁、工业电机等领域发挥着重要作用。但到目前为止,碳化硅的普及率仍然很低。
 

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