استفاده از کاربید سیلیکون SiC در نیمه هادی های قدرت
در عرضه محصول فنی در دو سال گذشته، “کاربید سیلیکون SiC” به یک محصول ستاره ای که اغلب از همه تامین کنندگان قطعات چندملیتی و OEM ها از جمله Magna، BorgWarner، Mahle، Continental و غیره نام برده می شود، تبدیل شده است. ادعا کردند که از کاربید سیلیکون استفاده کرده اند.
به عنوان مثال، EQXX که توسط مرسدس بنز در اوایل سال جاری منتشر شد، اعلام کرد: “به موتور محور عقب با حداکثر قدرت 150 کیلووات مجهز شده است و یک ماژول قدرت کاربید سیلیکون برای کاهش بیشتر تلفات استفاده می شود.”
می توان تصور کرد که در آینده، خودروها برقی شوند، بنابراین تقاضا برای دستگاه های قدرت کاربید سیلیکون SiC بسیار زیاد است. بر اساس پیش بینی منتشر شده توسط Yole، یک شرکت تحقیقاتی و مشاوره بازار، از هم اکنون تا سال 2025، نرخ رشد سالانه بازار کاربید سیلیکون به 30 درصد خواهد رسید و اندازه بازار از 2.5 میلیارد دلار آمریکا فراتر خواهد رفت.
هنگامی که مقیاس به 1.5 میلیارد دلار برسد، خودروهای مجهز به دستگاه های کاربید سیلیکون بر بازار مسلط خواهند شد.
تولید انبوه کاربید سیلیکون SiC نیمه هادی قدرت و IGBT در چند شرکت مانند Infineon Infineon در آلمان، NXP NXP، STMicroelectronics STM، ON Semiconductor ONsemi و غیره متمرکز شده است. Infineon مزایای آشکاری دارد.
در حال حاضر تولیدکننده داخلی که می تواند به تحقیق و توسعه مستقل تا تولید انبوه دست یابد BYD است. محصولات نیمه هادی BYD آن شامل IGBT های اصلی و محصولات پیشرفته مانند کاربید سیلیکون SiC MOFEST و غیره است که طیف بسیار گسترده ای را پوشش می دهد.
ماژول قدرت خودرو SiC شرکت BYD Semiconductor بسیار جمع و جور است و فقط به اندازه یک کف دست است و دارای توان خروجی 250 کیلووات است. نیمه هادی های قدرت SiC خود تولید شده همچنین خودروهای الکتریکی BYD را قادر می سازند تا راندمان محرک موتور را به میزان قابل توجهی بهبود بخشند و حجم کنترل کننده درایو موتور را تا بیش از 60 درصد کاهش دهند.
دقیقاً به دلیل اهمیت کاربید سیلیکون SiC است که بوش که رتبه اول قطعات خودرو را دارد، دو سال پیش اعلام کرد که به ترویج تحقیق و توسعه تراشه‌های کاربید سیلیکون و دستیابی به تولید انبوه ادامه خواهد داد.
تولید انبوه بوش نه تنها ماژول های بسته بندی شده با SiC، بلکه تولید انبوه از ابتدایی ترین ویفرها و چیپس ها نیز می باشد.
در سال 2021، بوش یک اتاق تمیز اضافی به مساحت 1000 متر مربع در کارخانه ویفر روتلینگن ساخته است و یک اتاق تمیز جدید به مساحت 3000 متر مربع تا پایان سال 2023 ساخته خواهد شد. در حال حاضر از ویفرهای 150 میلی متری استفاده می شود و به زودی قصد دارد از آن استفاده کند. ویفرهای 200 میلی‌متری، یک ویفر می‌تواند ماه‌ها طول بکشد تا صدها مرحله فرآیند را در ماشین‌های بی‌شماری تکمیل کند.
بوش به توسعه ظرفیت تولید نیمه هادی های قدرت کاربید سیلیکون ادامه می دهد و قصد دارد خروجی را تا سطح صدها میلیون افزایش دهد. همزمان، شروع به توسعه نسل دوم تراشه های کاربید سیلیکون با چگالی توان بالاتر کرده است که انتظار می رود در سال 2022 به تولید انبوه برسد.
در آینده، برای تحقق رویای «سبقت منحنی» خودروی الکتریکی خود، باید در فناوری‌های کلیدی پیشرفت کنیم. برای وسایل نقلیه الکتریکی، تراشه‌های قدرت کاربید سیلیکون SiC فناوری‌ای است که ما بیشتر به آن نیاز داریم.
