Различные области применения карбида кремния

Карбид кремния (SiC) обладает выдающимися характеристиками — включая широкую запрещенную зону, высокую напряженность пробивного электрического поля, высокую теплопроводность и высокую скорость дрейфа электронов при насыщении, — что позволяет ему отвечать строгим требованиям, предъявляемым к электронным компонентам в сложных технологических сценариях, связанных с высокими температурами, высокой мощностью, высоким напряжением и высокими частотами. Он находит широкое применение во множестве областей — таких как силовая электроника, электротранспорт, системы накопления энергии, интеллектуальное производство, фотовольтаика и рельсовый транспорт, — что породило крылатую фразу: «Карбид кремния применим повсюду».

Применение карбида кремния в электротранспорте

В секторе электротранспорта технологии на основе карбида кремния становятся ключевым фактором повышения эксплуатационных характеристик как полностью электрических, так и гибридных автомобилей. Благодаря высокой теплопроводности, высокой напряженности пробивного электрического поля и превосходным механическим свойствам, компоненты на основе карбида кремния позволяют существенно повысить эффективность и надежность систем электрического привода, зарядных систем и систем управления энергией.

Применение карбида кремния в системах интеллектуального вождения и «Интернете транспортных средств»

На фоне стремительного развития систем интеллектуального вождения и «Интернета транспортных средств» (IoV) технологии на основе карбида кремния — опираясь на свои исключительные рабочие характеристики — постепенно проникают в такие критически важные области, как сенсорные системы, блоки обработки данных и коммуникационные модули, тем самым значительно повышая общую производительность и надежность всей системы.

Применение карбида кремния в фотоэлектрических системах

В фотоэлектрических системах основное оборудование — такое как инверторы, MPPT-контроллеры и модули преобразования энергии для систем накопления — предъявляет жесткие требования к силовым полупроводниковым приборам, требуя высокой эффективности, способности выдерживать высокие напряжения, стабильности работы при повышенных температурах и компактности. Традиционные компоненты на основе кремния страдают от существенного снижения эффективности в условиях высоких напряжений и температур, из-за чего им трудно удовлетворять постоянно растущим требованиям к плотности мощности, предъявляемым современными фотоэлектрическими электростанциями. Силовые приборы на основе карбида кремния, напротив, отличаются более высокими пробивными напряжениями, более низким сопротивлением в открытом состоянии и более высокой скоростью переключения; эти характеристики позволяют им существенно повысить эффективность преобразования энергии и снизить тепловыделение системы, тем самым упрощая проектирование систем терморегулирования и снижая общее энергопотребление системы.

Применение карбида кремния в системах связи 5G

В таких областях применения, как беспроводная связь и радиолокационные системы, радиочастотные (РЧ) компоненты выступают в качестве ключевых элементов для передачи и обработки сигналов; следовательно, их рабочие характеристики имеют критическое значение для обеспечения общей стабильности системы. Радиочастотные устройства на основе полуизолирующего карбида кремния — отличающиеся широкой запрещенной зоной — обладают рядом неоспоримых преимуществ, таких как низкие потери сигнала, широкая полоса пропускания и высокая плотность мощности.

Применение карбида кремния в сфере искусственного интеллекта (ИИ)

Электроэнергия стремительно становится новым «узким местом», сдерживающим дальнейшее развитие технологий искусственного интеллекта (ИИ). Более того, на фоне взрывного роста вычислительных мощностей ИИ, сопутствующее этому процессу увеличение энергопотребления всё сильнее истощает энергетические ресурсы, необходимые для обеспечения повседневных нужд общества.

Применение карбида кремния в очках дополненной реальности (AR)

Очки дополненной реальности (AR) формируют новый, только зарождающийся рынок для применения технологий на основе карбида кремния (SiC). Оптические волноводы, изготовленные из материалов на основе SiC, позволяют эффективно решать критически важные проблемы, характерные для AR-очков — в частности, проблему ограниченного поля зрения, возникновения «радужных» артефактов и сложностей с отводом тепла. Это достигается за счет использования двух ключевых свойств данного материала: высокого показателя преломления и высокой теплопроводности.

Применение карбида кремния в робототехнике

Пань Юньбинь, генеральный директор компании Jingneng Microelectronics, утверждает, что взрывной рост технологий на основе карбида кремния изначально был обусловлен революцией в сфере зарядных систем для электротранспорта (автомобилей на новых источниках энергии); теперь же следующим ключевым направлением применения силовых полупроводников третьего поколения готова стать робототехника. Робототехника и электротранспорт имеют высокую степень сходства в своих базовых технических архитектурах. Микросхемы, разработанные для автомобильной промышленности, могут быть адаптированы для использования в робототехнических системах — при условии, что они будут доработаны с учетом специфических и особых требований к производительности, предъявляемых в данной области. Взяв в качестве примера силовые полупроводники, можно отметить: помимо автомобильных систем, их технические возможности в равной степени применимы и в контроллерах электроприводов, используемых в шарнирных соединениях роботов. На этом формирующемся рынке робототехники в настоящее время наблюдается стремительный рост спроса на высокоэффективные решения для управления электропитанием.