Med den blomstrande industrin har den globala energiförbrukningen ökat år för år. I Kina har föroreningar av motorfordon blivit en viktig källa till luftföroreningar, en viktig orsak till aska och fotokemisk smogförorening, och brådskandet av förebyggande och kontroll av motorfordonsföroreningar har blivit allt mer framträdande. Energibesparing och minskning av utsläpp har blivit en viktig fråga i utvecklingen av bilindustrin. Därför är kraftfullt att utveckla nya energibilar en strategisk åtgärd för att uppnå energibesparing och minskning av utsläpp och främja en hållbar utveckling av Kinas bilindustri.
För närvarande består de elektriska drivdelarna från EV (Pure Electric Vehicle) och HEV (Hybrid Electric Vehicle) huvudsakligen av silikonbaserade Si-enheter. Med utvecklingen av elfordon har högre krav ställts på miniatyrisering och viktminskning av elektriska drivenheter. På grund av materialbegränsningar har emellertid traditionella Si-baserade kraftanordningar närmade sig eller till och med nått de inre gränserna för deras material i många avseenden. Därför har olika fordonstillverkare stora förhoppningar för en ny generation kiselkarbid (SiC) -enheter.
Tredje generationens halvledare, representerade av kiselkarbid, har betydande fördelar jämfört med traditionella halvledarmaterial såsom monokristallint kisel och galliumarsenid, såsom hög värmeledningsförmåga, hög nedbrytningsfältstyrka, hög mättnadselektrondrift och hög bindningsenergi. Hög kemisk stabilitet och stark strålningsbeständighet har fastställt att kiselkarbid har en ersättningsbar position i många fält. Huvudsakligen enligt följande:
(1) SiC har en hög värmeledningsförmåga (upp till 4,9 W / cm • K), vilket är 3,3 gånger den för Si. Därför har SiC-materialet en god värmeavledningseffekt. Teoretiskt sett kan SiC-kraftanordningen arbeta vid en korsningstemperatur på 175 ° C, så att kylflängens volym kan minskas avsevärt, vilket är lämpligt för tillverkning av högtemperaturanordningar.
(2) SiC har en hög nedbrytningsfältstyrka, och dess nedbrytningselektriska fält är 10 gånger Si, så det är lämpligt för högspänningsomkopplare och har stark effekthanteringsförmåga, vilket gör SiC-material lämpliga för att göra högeffekt, högströmsenheter.
(3) SiC har en hög hastighet för mättnadselektron, som är dubbelt så mycket som Si, och dämpar knappast vid höga fält, och dess höga fältbehandlingsförmåga är stark. Därför är SiC-material lämpligt för högfrekvensanordningar.
SiC enkelkristall är också det mest mogna tredje generationens halvledarmaterial inom beredningsteknik. Därför är SiC ett av de ideala materialen för att tillverka enheter med hög temperatur, hög frekvens, hög effekt och högspänning.
Det är välkänt att moduler med hög effekt, högspänning, högström IGBT är de viktigaste komponenterna i omformaren. Ju högre effektdensitet, desto mer kompakt utformning av det elektriska drivsystemet och desto större är effekten i samma volym. På grund av den höga strömtätheten för SiC-enheter (t.ex. Infineon-produkter upp till 700 A / cm2), är SiC-strömmodulens paketstorlek betydligt mindre än Si IGBT-effektmodulen på samma effektnivå, vilket minskar storleken på strömmodul.
