항공우주 및 자동차 장비에서 전자 장치는 항공기 엔진, 자동차 엔진, 태양 근접 탐사 우주선, 위성의 고온 장비와 같이 고온에서 작동하는 경우가 많습니다. 일반적으로 사용되는 Si 또는 GaAs 소자는 고온에서 작동하지 않기 때문에 저온 환경에 배치해야 합니다. 이를 위한 두 가지 방법이 있는데, 하나는 소자를 고온 환경에서 멀리 떨어뜨려 놓고 리드와 커넥터를 통해 제어 대상 장치에 연결하는 것이고, 다른 하나는 소자를 냉각 상자에 넣은 후 고온 환경에 배치하는 것입니다. 당연히 두 방법 모두 추가 장비가 필요하고, 시스템의 품질이 향상되며, 시스템에 사용할 수 있는 공간이 줄어들고, 시스템의 신뢰성이 떨어집니다. 이러한 문제점은 고온에서 작동하는 SIC 소자를 직접 사용함으로써 해결할 수 있습니다. 3M-cail Y와 같은 SIC 소자는 냉각 장치 없이 고온에서 직접 작동할 수 있습니다.
SiC 전자 장치와 센서는 고온의 항공기 엔진 내부 및 표면에 설치하여도 극한 작동 조건에서 정상적으로 작동할 수 있으므로 전체 시스템 질량을 크게 줄이고 신뢰성을 향상시킵니다. SiC 기반 분산 제어 시스템은 기존 전자 차폐 제어 시스템에 사용되는 전선과 커넥터를 90%까지 줄일 수 있습니다. 이는 오늘날 상용 항공기의 가동 중지 시간 동안 가장 흔하게 발생하는 문제 중 하나가 전선 및 커넥터 관련 문제이기 때문에 매우 중요합니다.
미 공군의 평가에 따르면, F-16 전투기에 첨단 SiC 전자 장치를 사용하면 항공기 무게가 수백 킬로그램 감소하고, 성능과 연료 효율이 향상되며, 운용 신뢰성이 높아지고, 유지 보수 비용과 가동 중지 시간이 크게 줄어들 것입니다. 마찬가지로, SiC 전자 장치와 센서는 상용 제트 여객기의 성능을 향상시켜 항공기 한 대당 수백만 달러의 추가 경제적 이익을 창출할 수 있을 것으로 보고되고 있습니다.
마찬가지로, 자동차 엔진에 SiC 고온 전자 센서와 전자 장치를 사용하면 연소 모니터링 및 제어가 향상되어 더욱 깨끗하고 효율적인 연소가 가능해집니다. 또한, SiC 엔진 전자 제어 시스템은 125°C 이상의 고온에서도 원활하게 작동하므로 엔진룸 내 배선 및 커넥터 수를 줄이고 차량 제어 시스템의 장기적인 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다.
오늘날 상업용 위성은 위성 전자 장치에서 발생하는 열을 발산하기 위한 방열판과 우주 방사선으로부터 위성 전자 장치를 보호하기 위한 차폐 장치를 필요로 합니다. 위성에 SiC 전자 장치를 사용하면 SiC 전자 장치가 고온에서도 작동할 수 있을 뿐 아니라 진폭 방사선에 대한 저항성도 뛰어나기 때문에 배선 및 커넥터의 수를 줄이고 방사선 차폐 장치의 크기와 품질을 개선할 수 있습니다. 위성을 지구 궤도에 진입시키는 비용을 무게로 측정한다면, SiC 전자 장치를 사용한 무게 감소는 위성 산업의 경제성과 경쟁력을 향상시킬 수 있습니다.
고온 및 방사선에 강한 SiC 소자를 사용하는 우주선은 태양계 주변에서 더욱 까다로운 임무를 수행하는 데 활용될 수 있습니다. 미래에 태양 주위와 태양계 행성 표면 탐사 임무가 수행될 때, 우수한 고온 및 방사선 내성을 지닌 SiC 전자 소자는 태양 근처에서 작동하는 우주선에 핵심적인 역할을 할 것입니다. SiC 전자 소자를 사용하면 우주선 보호 장치와 방열 장비의 필요성을 줄일 수 있으므로, 각 우주선에 더 많은 과학 장비를 탑재할 수 있습니다.
게시 시간: 2022년 8월 23일