HVDC — Высоковольтный постоянный ток
Широкозонные полупроводники GaN-on-Si и SiC совершают революцию в силовой электронике для передачи HVDC, платформ EV 800V и систем возобновляемой энергетики.
Обзор
Системы передачи высоковольтного постоянного тока (HVDC) и платформы электромобилей 800V вызывают беспрецедентный рост спроса на широкозонные (WBG) полупроводниковые материалы — в частности, карбид кремния (SiC) и нитрид галлия (GaN). SiC MOSFET стали доминирующей технологией для преобразования мощности выше 650 В, заменяя кремниевые IGBT благодаря превосходной эффективности, более высоким частотам переключения и лучшим тепловым характеристикам. GaN HEMT доминируют в области среднего напряжения и высоких частот благодаря непревзойдённой эффективности и удельной мощности.
Мировой рынок подложек SiC растёт со среднегодовым темпом (CAGR) более 30%, что обусловлено распространением электромобилей (как бортовых зарядных устройств, так и тяговых инверторов), инфраструктурой возобновляемой энергетики (солнечные инверторы, преобразователи ветрогенераторов) и промышленными источниками питания. Отрасль переживает критический переход от 6-дюймовых (150 мм) к 8-дюймовым (200 мм) пластинам SiC, что обещает увеличение количества годных кристаллов на пластину в 1,8 раза и значительное снижение затрат. GINECHIP поддерживает этот переход, поставляя подложки SiC как 150 мм, так и 200 мм.
Ключевые технологические особенности
Технология SiC MOSFET
4H-SiC является доминирующим политипом для силовых приборов, обеспечивая широкую запрещённую зону (3,26 эВ), высокое критическое электрическое поле (2,8 МВ/см) и превосходную теплопроводность (4,9 Вт/см·К). Эти свойства позволяют создавать приборы с пробивным напряжением свыше 1,7 кВ и рабочими температурами выше 200 °C.
Технология HEMT GaN-on-Si
HEMT на основе GaN, выращенные на кремниевых подложках, обеспечивают исключительные высокочастотные характеристики при низком сопротивлении в открытом состоянии и быстром переключении. Латеральная структура прибора позволяет монолитно интегрировать несколько силовых приборов и драйверов затвора на одном кристалле, снижая сложность и стоимость системы.
GaN-on-SiC для радиочастотной мощности
GaN-on-SiC сочетает высокую подвижность электронов GaN с превосходной теплопроводностью SiC, что делает его идеальной платформой для мощных радиочастотных применений, включая базовые станции 5G, радиолокационные системы и спутниковую связь.
Высокоомный кремний FZ
Кремний, полученный методом бестигельной зонной плавки (FZ), с удельным сопротивлением >10 000 Ом·см является идеальной подложкой для эпитаксии GaN RF HEMT, минимизируя потери подложки на СВЧ-частотах. GINECHIP поставляет пластины FZ диаметром от 100 мм до 200 мм.
Решения GINECHIP
Подложки 4H-SiC и 6H-SiC N-типа и полуизолирующие, диаметром 150 мм и 200 мм, с плотностью микропайпов <1/см² и удельным сопротивлением, контролируемым по вашей спецификации.
Эпитаксиальные пластины GaN-on-кремний для изготовления силовых HEMT с точно контролируемыми барьерными слоями AlGaN, концентрацией носителей 2DEG и буферными слоями для работы при высоком напряжении.
Эпитаксиальные пластины GaN-on-SiC для радиочастотных силовых применений, сочетающие высокочастотные характеристики GaN с преимуществами теплоотвода подложек SiC.
Пластины кремния, полученные методом бестигельной зонной плавки, с удельным сопротивлением >10 000 Ом·см для эпитаксии GaN RF HEMT и других высокочастотных применений, требующих низких потерь в подложке.
Целевые применения
Силовые приборы SiC и GaN применяются в тяговых инверторах и бортовых зарядных устройствах электромобилей, системах передачи HVDC, инверторах солнечной и ветровой энергетики, промышленных приводах двигателей, источниках питания ЦОД и усилителях мощности базовых станций 5G. Технология также расширяется в аэрокосмическую, оборонную и медицинскую визуализацию, где требуются высокое напряжение, высокая частота и высокая надёжность.
Питайте ваши WBG-приборы
От SiC и GaN-on-Si до GaN-on-SiC и высокоомного кремния FZ — GINECHIP является вашим надёжным поставщиком подложек широкозонных полупроводников.