บทนำของซิลิคอนคาร์ไบด์
ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SIC) มีความหนาแน่น 3.2 กรัม/ซม³ ซิลิคอนคาร์ไบด์ธรรมชาติหายากมากและส่วนใหญ่สังเคราะห์ขึ้นโดยวิธีการสังเคราะห์ ตามการจำแนกโครงสร้างผลึกที่แตกต่างกัน ซิลิคอนคาร์ไบด์สามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท ได้แก่ α-SiC และ β-SiC สารกึ่งตัวนำรุ่นที่สามที่นำโดยซิลิคอนคาร์ไบด์ (SIC) มีความถี่สูง ประสิทธิภาพสูง กำลังสูง ทนแรงดันสูง ทนอุณหภูมิสูง และทนรังสีได้ดี เหมาะสำหรับความต้องการเชิงกลยุทธ์ที่สำคัญของการประหยัดพลังงานและการลดการปล่อยมลพิษ การผลิตอัจฉริยะ และความปลอดภัยของข้อมูล เพื่อสนับสนุนนวัตกรรม การพัฒนา และการเปลี่ยนแปลงอย่างอิสระของอุตสาหกรรมการสื่อสารเคลื่อนที่ยุคใหม่ ยานยนต์พลังงานใหม่ รถไฟความเร็วสูง อินเทอร์เน็ตพลังงาน และอุตสาหกรรมอื่นๆ วัสดุหลักและชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่ได้รับการอัพเกรดจึงกลายเป็นจุดสนใจของเทคโนโลยีและอุตสาหกรรมสารกึ่งตัวนำระดับโลกในการแข่งขัน ในปี 2020 รูปแบบเศรษฐกิจและการค้าโลกอยู่ในช่วงของการปรับเปลี่ยน และสภาพแวดล้อมภายในและภายนอกของเศรษฐกิจจีนมีความซับซ้อนและรุนแรงมากขึ้น แต่ภาคอุตสาหกรรมสารกึ่งตัวนำรุ่นที่สามของโลกกลับเติบโตสวนกระแส ต้องยอมรับว่าอุตสาหกรรมซิลิคอนคาร์ไบด์ได้เข้าสู่ขั้นตอนการพัฒนาใหม่แล้ว
ซิลิคอนคาร์ไบด์แอปพลิเคชัน
การประยุกต์ใช้ซิลิคอนคาร์ไบด์ในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ ห่วงโซ่อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้ซิลิคอนคาร์ไบด์เป็นหลัก ได้แก่ ผงซิลิคอนคาร์ไบด์ความบริสุทธิ์สูง ซับสเตรตผลึกเดี่ยว การปลูกผลึกแบบเอพิแท็กเซียล อุปกรณ์กำลังไฟฟ้า บรรจุภัณฑ์โมดูล และการใช้งานในขั้วต่อ เป็นต้น
1. แผ่นผลึกเดี่ยว (Single crystal substrate) คือวัสดุรองรับ วัสดุตัวนำ และพื้นผิวสำหรับการเจริญเติบโตแบบเอพิแท็กเซียลของสารกึ่งตัวนำ ปัจจุบัน วิธีการเจริญเติบโตของผลึกเดี่ยว SiC ได้แก่ การถ่ายโอนก๊าซทางกายภาพ (Physical Gas Transfer, PVT) เฟสของเหลว (Liquid Phase, LPE) การตกตะกอนไอสารเคมีที่อุณหภูมิสูง (High Temperature Chemical Vapor Deposition, HTCVD) และอื่นๆ 2. แผ่นซิลิคอนคาร์ไบด์แบบเอพิแท็กเซียล (Epitaxial Silicon Carbide sheet) หมายถึงการเจริญเติบโตของฟิล์มผลึกเดี่ยว (ชั้นเอพิแท็กเซียล) ที่มีคุณสมบัติตามที่กำหนดและมีทิศทางเดียวกันกับแผ่นรองรับ ในการใช้งานจริง อุปกรณ์สารกึ่งตัวนำที่มีช่องว่างพลังงานกว้างเกือบทั้งหมดอยู่บนชั้นเอพิแท็กเซียล และชิปซิลิคอนคาร์ไบด์เองก็ถูกใช้เป็นเพียงแผ่นรองรับ รวมถึงชั้นเอพิแท็กเซียล Gan ด้วย
3. ความบริสุทธิ์สูงซีซีผงเป็นวัตถุดิบสำหรับการเจริญเติบโตของผลึกเดี่ยวซิลิคอนคาร์ไบด์ด้วยวิธี PVT ความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์ส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพการเจริญเติบโตและคุณสมบัติทางไฟฟ้าของผลึกเดี่ยว SiC
4. อุปกรณ์จ่ายไฟทำจากซิลิคอนคาร์ไบด์ ซึ่งมีคุณสมบัติทนต่ออุณหภูมิสูง ความถี่สูง และประสิทธิภาพสูง โดยพิจารณาจากรูปแบบการทำงานของอุปกรณ์ซีซีอุปกรณ์กำลังไฟฟ้าส่วนใหญ่ประกอบด้วยไดโอดกำลังและหลอดสวิตช์กำลัง
5. ในการใช้งานเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สาม ข้อดีของการใช้งานขั้นสุดท้ายคือสามารถเสริมเซมิคอนดักเตอร์ GaN ได้ เนื่องจากข้อดีของอุปกรณ์ SiC เช่น ประสิทธิภาพการแปลงพลังงานสูง คุณลักษณะความร้อนต่ำ และน้ำหนักเบา ความต้องการของอุตสาหกรรมปลายน้ำจึงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ซึ่งมีแนวโน้มที่จะเข้ามาแทนที่อุปกรณ์ SiO2 สถานการณ์ปัจจุบันของการพัฒนาตลาดซิลิคอนคาร์ไบด์กำลังพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ซิลิคอนคาร์ไบด์เป็นผู้นำในตลาดการพัฒนาเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สาม ผลิตภัณฑ์เซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามมีการแทรกซึมอย่างรวดเร็ว ขอบเขตการใช้งานขยายตัวอย่างต่อเนื่อง และตลาดเติบโตอย่างรวดเร็วด้วยการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์ การสื่อสาร 5G แหล่งจ่ายไฟชาร์จเร็ว และการใช้งานทางทหาร
วันที่โพสต์: 16 มีนาคม 2021