摘要 摘要:碳化硅由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好,除作磨料用外,还有很多其他用途。其中,大量用于制作电热元件硅碳棒,并可以用于大功率电子器件制造。根据中国机床工业...
摘要:碳化硅由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好,除作磨料用外,还有很多其他用途。其中,大量用于制作电热元件硅碳棒,并可以用于大功率电子器件制造。根据中国机床工业协会磨料磨具专委会碳化硅专家委员会的数据,截至2012年底,全球碳化硅产能达260万吨以上,产能达到1万吨以上的国家有13个,占全球总产能的98%。其中中国碳化硅产能达到220万吨,占全球总产能的84%。整体而言,我国碳化硅冶炼生产工艺、技术装备和单吨能耗达到世界领先水平。黑、绿碳化硅原块的质量水平也属世界级。
与此同时,碳化硅是半导体界公认的“一种未来的材料”,是新世纪有广阔发展潜力的新型半导体材料。预计在今后5~10年将会快速发展和有显著成果出现。促使碳化硅发展的主要因素是硅(SI)材料的负载量已到达极限,以硅作为基片的半导体器件性能和能力极限已无可突破的空间。如今,我国虽然已在碳化硅生产上取得较大成绩,但是在碳化硅大功率器件开发上一直处于落后地位。
幸运的是,该不利局面现已得到改变。
报道指出,中国首次实现碳化硅大功率器件的批量生产,在以美、欧、日为主导的半导体领域形成突破。业内专家指出,这一突破有望缓解中国的能源危机。
有关负责人表示,利用碳化硅单晶衬底和外延材料制作的电力电子器件可以在高电压、大电流、高频率环境下工作,“与传统的硅器件相比,碳化硅电力芯片能够大幅度减少电力设备体积和重量,能大幅降低各项设备系统的整体成本并提高系统的可靠性”。
数据表明,属于“宽禁带”的第三代半导体的碳化硅,大功率在降低自身功耗的同时,提高系统其他部件的功效,可节能20%至90%。
中国电器工业协会电力电子分会常务副理事长肖向锋指出,这一成果对于煤炭、石油等资源越发紧缺的中国具有现实意义。
“为应对能源危机,国家提出节能减排,电能的输送、分配都离不开电力电子技术”,肖向锋解释说,现有的电子技术基于半导体硅材料器件,但受制于硅材料的物理性能,器件功耗大。碳化硅器件的研发、生产无疑可解“燃眉之急”。