Pe a faʻatusatusa i le eletise eletise eletise, SiC (silicon carbide) eletise eletise e iai ni tulaga lelei tele i le fesuiaʻiina o taimi, leiloa, faʻafefe o le vevela, miniaturization, ma isi.
Faatasi ai ma le tele o le gaosiga o le silicon carbide inverters e Tesla, o le tele o kamupani ua amata foi ona faʻatau oloa oloa carbide silicon.
E matua "ofoofogia" le SiC, na faapefea ona faia i luga o le fogaeleele?O a talosaga i le taimi nei?Se'i tatou vaai!
01 ☆ Fanau mai o se SiC
E pei o isi eletise eletise, o le SiC-MOSFET alamanuia filifili e aofia aile tioata umi – substrate – epitaxy – design – gaosiga – afifiina sootaga.
tioata umi
I le taimi o le fesoʻotaʻiga tioata umi, e le pei o le sauniuniga o le Tira auala faʻaaogaina e le tasi tioata tioata, silicon carbide e masani lava ona faʻaaogaina auala felauaiga kesi faaletino (PVT, e lauiloa foi o le faʻaleleia o le Lly poʻo le fatu tioata sublimation metotia), maualuga le vevela o kemisi kesi metotia (HTCVD). ) mea faaopoopo.
☆ Laasaga autu
1. Carbonic solid raw material;
2. A uma ona faʻamafanafanaina, o le carbide solid e avea ma kesi;
3. O le kesi e alu i luga o le tioata fatu;
4. O le kesi e tupu i luga o le mata o le fatu tioata e avea ma tioata.
Punavai ata: “Fa'atekinisi e fa'a'ese'ese le PVT tuputupu a'e silikon carbide"
O tufuga eseese na mafua ai ni faʻaletonu tetele se lua pe a faʻatusatusa i le faʻavae silikoni:
Muamua, e faigata le gaosiga ma e maualalo le fua.O le vevela o le kasa faʻavae kasa faʻavae e tupu aʻe i luga aʻe o le 2300 ° C ma o le mamafa o le 350MPa.O le pusa pogisa atoa o loʻo faʻatinoina, ma e faigofie ona faʻafefiloi i mea leaga.O le fua e maualalo ifo nai lo le faavae silicon.O le tele o le lautele, o le maualalo o le fua.
O le lona lua o le tuputupu ae lemu.O le Pulea o le auala PVT e matua tuai, o le saoasaoa e tusa ma le 0.3-0.5mm / h, ma e mafai ona tupu 2cm i le 7 aso.O le maualuga e mafai ona tupu na o le 3-5cm, ma o le lautele o le ingot tioata e tele lava 4 inisi ma 6 inisi.
Ole Silicon-based 72H e mafai ona tupu ile maualuga ole 2-3m, ma le lautele ole tele ole 6 inisi ma le 8-inisi fou gaosiga gafatia mo 12 inisi.O le mea lea, o le silicon carbide e masani ona taʻua o tioata tioata, ma o le silicon e avea ma se laau tioata.
Carbide silikon tioata ingots
Alafua
A maeʻa le tioata umi, e ulufale atu i le gaosiga o le gaosiga o le substrate.
A mae'a le tipi fa'atatau, oloina (oloa talatala, olo lelei), fa'alila (mechanical polishing), ultra-precision polishing (poila fa'ainisinia), e maua ai le su'ega carbide silicon.
O le mea'ai e masani ona ta'alole matafaioi o le lagolago faʻaletino, faʻavevela vevela ma faʻaulu.O le faigata o le gaioiga o le silicon carbide mea e maualuga, crispy, ma mautu i mea tau vailaʻau.O le mea lea, e le talafeagai auala fa'apipi'i fa'avae fa'a-silikoni mo le fa'ameamea o le carbide silicon.
O le lelei o le aʻafiaga o le tipi e aʻafia tonu ai le faʻatinoga ma le faʻaogaina lelei (tau) o oloa carbide silicon, o lea e manaʻomia ai le laʻititi, mafiafia tutusa, ma le maualalo o le tipi.
I le taimi nei,4-inisi ma 6-inisi e masani ona faʻaaogaina meafaigaluega tipi laina tele,tipiina tioata silicon i ni fasi pepa manifinifi ma le mafiafia e le sili atu i le 1mm.
Fa'asologa fa'asologa o laina laina tele
I le lumanaʻi, faʻatasi ai ma le faʻateleina o le tele o faʻamaʻi silicon carbonized, o le a faʻateleina le faʻaogaina o mea e manaʻomia, ma o tekinolosi e pei o le laser slicing ma le vavae ese o le malulu o le a faʻagasolo malie foi.
I le 2018, na maua ai e Infineon Siltectra GmbH, lea na atiaʻe ai se faiga fou e taʻua o le malulu malulu.
Pe a fa'atusatusa i le fa'agasologa o le tipiina o le tele o uaea e leiloa o le 1/4,na'o le 1/8 o mea carbide silicon na leiloa le faiga ta'e malulu.
Fa'aopoopo
Talu ai e le mafai e le silicon carbide mea ona faʻaogaina saʻo masini eletise i luga o le substrate, e manaʻomia masini eseese i luga o le faʻaopoopoga faʻalautele.
O le mea lea, a maeʻa le gaosiga o le substrate, o se ata tifaga manifinifi tioata tasi e tupu aʻe i luga o le substrate e ala i le faʻalauteleina o le faagasologa.
I le taimi nei, o le kesi kesi kesi fa'aputu auala (CVD) fa'aogaina masani.
Fuafuaga
A uma ona fai le substrate, e ulu atu i le tulaga o le mamanu o oloa.
Mo MOSFET, o le taulaiga o le faiga o le mamanu o le mamanu o le tootoo,i le tasi itu e aloese ai mai le solia o pateni(Infineon, Rohm, ST, ma isi, e iai le faʻatulagaina o pateni), ma i le isi itu ifaʻafetaui le gaosiga ma le gaosiga o tau.
Faiga faufau
A maeʻa le mamanu o oloa, e ulu atu i le gaosiga o le wafer,ma o le faagasologa e foliga tutusa ma le silicon, lea e masani ona i ai laasaga nei e 5.
☆ Laasaga 1: tui le matapulepule
O se vaega o le silicon oxide (SiO2) ata tifaga e faia, o le photoresist ua ufiufi, o le ata o le photoresist e fausia e ala i laasaga o le homogenization, faʻaalia, atinaʻe, ma isi, ma o le ata e faʻafeiloaʻi i le oxide film e ala i le faʻaogaina o le faiga.
☆ Laasaga 2: Ion implantation
O lo'o tu'u i totonu o le ion implanter le ufimata silicon carbide ufimata, lea e tui ai ion alumini e fausia ai se P-type doping sone, ma fa'amauina e fa'agaoioi ai ion alumini ua totoina.
Ua aveese le ata o le oxide, ua tui ion nitrogen i totonu o se itulagi patino o le itu P-ituaiga doping e fausia ai se itulagi conductive N-ituaiga o le alavai ma le puna, ma ua faʻapipiʻiina ion nitrogen e faʻagaoioia i latou.
☆ Laasaga 3: Fai le faasologa
Fai le faasologa.I le eria i le va o le puna ma alavai, o le faitotoa oxide layer ua saunia e le maualuga o le vevela faagasologa oxidation, ma o le faitotoa electrode layer ua teuina e fausia ai le fausaga o le faitotoa.
☆ Laasaga 4: Faia o le passivation layers
Ua faia le vaega o le passivation.Fa'amauina se vaega fa'asa'o fa'atasi ai ma uiga fa'a'ese'ese lelei e puipuia ai le malepelepe o le interelectrode.
☆ Laasaga 5: Fai alavai-puna eletise
Fai alavai ma puna.O lo'o fa'afefete le fa'alava ma fa'asu'e le uamea e fai ai se alavai ma se puna.
Punaoa Ata: Xinxi Capital
E ui lava e itiiti se eseesega i le va o le tulaga o le faagasologa ma le silicon based, ona o uiga o mea carbide silicon,e mana'omia le fa'apipi'iina o le ion ma le fa'amauina i se si'osi'omaga maualuga le vevela(e oʻo atu i le 1600 ° C), o le maualuga o le vevela o le a aʻafia ai le fausaga lattice o le mea lava ia, ma o le faigata o le a aʻafia ai foi le fua.
E le gata i lea, mo vaega MOSFET,o le tulaga lelei o le faitotoa okesene e aafia tonu ai le fegasoloa'i o le alalaupapa ma le fa'atuatuaina ole faitoto'a, aua e lua ituaiga o silicon ma carbon atoms i le mea carbide silicon.
O le mea lea, e manaʻomia se auala faʻapitoa mo le tuputupu aʻe o le faitotoa (o le isi itu o le laupepa carbide silicon e manino, ma o le faʻaogaina o le tulaga i le ata o le photolithography e faigata ile silicon).
A maeʻa le gaosiga o le wafer, ona tipi lea o le chip taʻitasi i totonu o se vaʻa ma e mafai ona afifi e tusa ai ma le faʻamoemoe.Ole fa'agasologa masani mo masini tu'ufa'atasi ole TO package.
650V CoolSiC™ MOSFETs ile TO-247 afifi
Ata: Infineon
O le fanua taʻavale e maualuga le mana ma le vevela manaʻoga, ma o nisi taimi e manaʻomia le faʻaogaina saʻo o alalaupapa alalaupapa (afa alalaupapa poʻo le alalaupapa atoa, pe faʻapipiʻi saʻo i diodes).
O le mea lea, e masani ona faʻapipiʻiina saʻo i modules poʻo faiga.E tusa ai ma le aofaʻi o tupe meataalo o loʻo faʻapipiʻiina i totonu o se tasi module, o le masani masani o le 1 i le 1 (BorgWarner), 6 i le 1 (Infineon), ma isi, ma o nisi kamupani e faʻaogaina se faʻaoga tutusa-tube.
Borgwarner Viper
Lagolagoina itu lua vai malulu ma SiC-MOSFET
Infineon CoolSiC™ MOSFET modules
E le pei o le silikoni,masini carbide silicon e faagaoioia i se vevela maualuga, e tusa ma le 200 ° C.
Fa'aleaga masani solder vevela vevela mea liusuavai e maualalo, e le mafai ona ausia manaoga vevela.O le mea lea, e masani ona faʻaogaina e le silicon carbide modules le faʻaogaina o le sintering uʻamea siliva maualalo.
A maeʻa le module, e mafai ona faʻaoga i vaega vaega.
Tesla Model3 afi taʻavale
O le va'a e sau mai le ST, fa'apipi'i fa'apitoa ma le faiga fa'a eletise
☆02 Tulaga talosaga a SiC?
I totonu o taavale afi, o masini eletise e masani ona faʻaaogaina iDCDC, OBC, afi faʻaliliuina, eletise eletise eletise eletise, faʻaogaina uaea ma isi vaegae manaʻomia le AC / DC vave liliu (DCDC e masani ona galue o se ki vave).
Ata: BorgWarner
Pe a faʻatusatusa i mea faʻapipiʻi faʻavae, o mea SIC e maualuga atumalosi fa'aletonu ole avalanche(3×106V/cm),sili atu le conductivity vevela(49W/mK) mava'a lautele fa'aili(3.26eV).
O le lautele o le va o faʻaili, o le laʻititi o le leakage o loʻo i ai nei ma maualuga le lelei.O le lelei o le conductivity vevela, o le maualuga o le density o loʻo iai nei.O le malosi o le fa'alavelave fa'aletonu o le avalanche, e mafai ona fa'aleleia atili le tete'e voltage o le masini.
O le mea lea, i le fanua o luga o le laupapa eletise maualuga, MOSFETs ma le SBD saunia e mea carbide silicon e sui ai le IGBT ma le FRD o loʻo i ai nei faʻavae silicon e mafai ona faʻaleleia lelei le malosi ma le lelei,ae maise i fa'ata'ita'iga fa'aoga fa'atele e fa'aitiitia ai tupe gau.
I le taimi nei, e foliga mai e ausia le tele o talosaga i afi afi, sosoo ai ma OBC ma DCDC.
800V voluma tulaga
I le 800V voltage platform, o le faʻaogaina o le tele o taimi e faʻateleina ai pisinisi e filifili le fofo SiC-MOSFET.O le mea lea, o le tele o le 800V o loʻo i ai nei le faʻatonuina o fuafuaga faʻaeletoroni SiC-MOSFET.
Fuafuaga tulaga maualuga e aofia aiE-GMP faʻaonaponei, GM Otenergy - fanua pikiapu, Porsche PPE, ma Tesla EPA.Vagana mo Porsche PPE faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga e le faʻaalia manino SiC-MOSFET (o le faʻataʻitaʻiga muamua o le silica-based IGBT), o isi taʻavale taʻavale e faʻaaogaina polokalame SiC-MOSFET.
Universal Ultra malosi fa'avae
800V faʻataʻitaʻiga fuafuaga e sili atu,le Great Wall Salon brand Jiagirong, Beiqi pole Fox S HI version, ta'avale lelei S01 ma W01, Xiaopeng G9, BMW NK1, Fai mai Changan Avita E11 o le a tauaveina 800V tulaga, i le faaopoopo atu i BYD, Lantu, GAC 'se, Mercedes-Benz, leai Run, FAW Red Fuʻa, Volkswagen fai mai foi 800V tekinolosi i suesuega.
Mai le tulaga o le 800V poloaiga na maua e Tier1 faʻatau,BorgWarner, Wipai Technology, ZF, United Electronics, ma Huichuanfa'asalalau uma 800V ta'avale eletise poloaiga.
400V tulaga eletise
I le 400V voltage platform, SiC-MOSFET e masani lava i le iloiloga o le maualuga o le mana ma le malosi malosi ma le maualuga maualuga.
E pei o le Tesla Model 3\Y afi lea ua tele na gaosia i le taimi nei, o le maualuga o le malosi o le BYD Hanhou afi e tusa ma le 200Kw (Tesla 202Kw, 194Kw, 220Kw, BYD 180Kw), NIO o le a faʻaaogaina foi oloa SiC-MOSFET amata mai ET7 ma le ET5 o le a lisiina mulimuli ane.Ole maualuga ole malosi ole 240Kw (ET5 210Kw).
E le gata i lea, mai le vaʻaiga o le maualuga maualuga, o loʻo suʻesuʻeina foi e nisi o atinaʻe le mafai ona lolovaia fesoasoani oloa SiC-MOSFET.
Taimi meli: Iul-08-2023