摘要 摘要:碳化硅由于化學性能穩定、導熱系數高、熱膨脹系數小、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。根據中國機床工業...
摘要:碳化硅由于化學性能穩定、導熱系數高、熱膨脹系數小、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。根據中國機床工業協會磨料磨具專委會碳化硅專家委員會的數據,截至2012年底,全球碳化硅產能達260萬噸以上,產能達到1萬噸以上的國家有13個,占全球總產能的98%。其中中國碳化硅產能達到220萬噸,占全球總產能的84%。整體而言,我國碳化硅冶煉生產工藝、技術裝備和單噸能耗達到世界領先水平。黑、綠碳化硅原塊的質量水平也屬世界級。
與此同時,碳化硅是半導體界公認的“一種未來的材料”,是新世紀有廣闊發展潛力的新型半導體材料。預計在今后5~10年將會快速發展和有顯著成果出現。促使碳化硅發展的主要因素是硅(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上取得較大成績,但是在碳化硅大功率器件開發上一直處于落后地位。
幸運的是,該不利局面現已得到改變。
報道指出,中國首次實現碳化硅大功率器件的批量生產,在以美、歐、日為主導的半導體領域形成突破。業內專家指出,這一突破有望緩解中國的能源危機。
有關負責人表示,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、高頻率環境下工作,“與傳統的硅器件相比,碳化硅電力芯片能夠大幅度減少電力設備體積和重量,能大幅降低各項設備系統的整體成本并提高系統的可靠性”。
數據表明,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,提高系統其他部件的功效,可節能20%至90%。
中國電器工業協會電力電子分會常務副理事長肖向鋒指出,這一成果對于煤炭、石油等資源越發緊缺的中國具有現實意義。
“為應對能源危機,國家提出節能減排,電能的輸送、分配都離不開電力電子技術”,肖向鋒解釋說,現有的電子技術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、生產無疑可解“燃眉之急”。