Las obleas de SiC son semiconductores fabricados con carburo de silicio. Este material, desarrollado en 1893, es ideal para diversas aplicaciones. Resulta especialmente adecuado para diodos Schottky, diodos Schottky de barrera de unión, interruptores y transistores de efecto de campo metal-óxido-semiconductor (MOSFET). Gracias a su elevada dureza, es una excelente opción para componentes electrónicos de potencia.
Actualmente, existen dos tipos principales de obleas de SiC. El primero es la oblea pulida, que consiste en una sola capa de carburo de silicio. Está fabricada con cristales de SiC de alta pureza y puede tener un diámetro de 100 mm o 150 mm. Se utiliza en dispositivos electrónicos de alta potencia. El segundo tipo es la oblea de carburo de silicio epitaxial. Este tipo de oblea se fabrica añadiendo una sola capa de cristales de carburo de silicio a la superficie. Este método requiere un control preciso del espesor del material y se conoce como epitaxia de tipo N.
El siguiente tipo es el carburo de silicio beta. El SiC beta se produce a temperaturas superiores a 1700 grados Celsius. Los carburos alfa son los más comunes y tienen una estructura cristalina hexagonal similar a la wurtzita. La forma beta es similar al diamante y se utiliza en algunas aplicaciones. Siempre ha sido la primera opción para los productos semiacabados de la alimentación de vehículos eléctricos. Varios proveedores de obleas de carburo de silicio están trabajando actualmente en este nuevo material.
Las obleas de SiC de ZMSH son materiales semiconductores muy populares. Se trata de un material semiconductor de alta calidad, idóneo para numerosas aplicaciones. Las obleas de carburo de silicio de ZMSH son un material muy útil para diversos dispositivos electrónicos. ZMSH suministra una amplia gama de obleas y sustratos de SiC de alta calidad, disponibles en versiones de tipo N y semi-aisladas.
2---Carburo de silicio: Hacia una nueva era de obleas
Propiedades físicas y características del carburo de silicio
El carburo de silicio posee una estructura cristalina especial, con empaquetamiento hexagonal compacto similar al del diamante. Esta estructura le confiere una excelente conductividad térmica y resistencia a altas temperaturas. En comparación con los materiales de silicio tradicionales, el carburo de silicio presenta una mayor anchura de banda prohibida, lo que proporciona un mayor espaciado entre las bandas de electrones, resultando en una mayor movilidad electrónica y una menor corriente de fuga. Además, el carburo de silicio también presenta una mayor velocidad de deriva de saturación electrónica y una menor resistividad, lo que proporciona un mejor rendimiento para aplicaciones de alta potencia.
Casos de aplicación y perspectivas de las obleas de carburo de silicio
Aplicaciones de electrónica de potencia
Las obleas de carburo de silicio tienen un amplio potencial de aplicación en el campo de la electrónica de potencia. Gracias a su alta movilidad electrónica y excelente conductividad térmica, las obleas de SiC se pueden utilizar para fabricar dispositivos de conmutación de alta densidad de potencia, como módulos de potencia para vehículos eléctricos e inversores solares. La alta estabilidad térmica de las obleas de carburo de silicio permite que estos dispositivos funcionen en entornos de alta temperatura, proporcionando mayor eficiencia y fiabilidad.
Aplicaciones optoelectrónicas
En el campo de los dispositivos optoelectrónicos, las obleas de carburo de silicio presentan ventajas únicas. Este material posee una amplia banda prohibida, lo que le permite alcanzar una alta energía fotónica y bajas pérdidas de luz en dichos dispositivos. Las obleas de carburo de silicio se pueden utilizar para fabricar dispositivos de comunicación de alta velocidad, fotodetectores y láseres. Su excelente conductividad térmica y baja densidad de defectos cristalinos lo convierten en un material ideal para la fabricación de dispositivos optoelectrónicos de alta calidad.
Perspectiva
Ante la creciente demanda de dispositivos electrónicos de alto rendimiento, las obleas de carburo de silicio presentan un futuro prometedor como material con excelentes propiedades y un amplio potencial de aplicación. Gracias a la mejora continua de las tecnologías de fabricación y la reducción de costes, se impulsará su comercialización. Se prevé que en los próximos años, las obleas de carburo de silicio se incorporen gradualmente al mercado y se conviertan en la opción principal para aplicaciones de alta potencia, alta frecuencia y alta temperatura.
3. Análisis exhaustivo del mercado de obleas de SiC y las tendencias tecnológicas
Análisis exhaustivo de los impulsores del mercado de obleas de carburo de silicio (SiC)
El crecimiento del mercado de obleas de carburo de silicio (SiC) está influenciado por varios factores clave, y un análisis exhaustivo del impacto de estos factores en el mercado es fundamental. A continuación, se presentan algunos de los principales impulsores del mercado:
Ahorro energético y protección ambiental: El alto rendimiento y el bajo consumo energético de los materiales de carburo de silicio los convierten en una opción popular en el ámbito del ahorro energético y la protección ambiental. La demanda de vehículos eléctricos, inversores solares y otros dispositivos de conversión de energía impulsa el crecimiento del mercado de obleas de carburo de silicio, ya que contribuye a reducir el desperdicio de energía.
Aplicaciones en electrónica de potencia: El carburo de silicio destaca en aplicaciones de electrónica de potencia y puede utilizarse en entornos de alta presión y alta temperatura. Con la popularización de las energías renovables y el impulso de la transición energética eléctrica, la demanda de obleas de carburo de silicio en el mercado de la electrónica de potencia sigue en aumento.
Análisis detallado de las tendencias de desarrollo de la tecnología de fabricación futura de obleas de SiC
Producción en masa y reducción de costes: La fabricación futura de obleas de SiC se centrará en la producción en masa y la reducción de costes. Esto incluye técnicas de crecimiento mejoradas, como la deposición química de vapor (CVD) y la deposición física de vapor (PVD), para aumentar la productividad y reducir los costes de producción. Además, se espera que la adopción de procesos de producción inteligentes y automatizados mejore aún más la eficiencia.
Nuevo tamaño y estructura de las obleas: El tamaño y la estructura de las obleas de SiC podrían cambiar en el futuro para satisfacer las necesidades de diferentes aplicaciones. Esto podría incluir obleas de mayor diámetro, estructuras heterogéneas u obleas multicapa para ofrecer mayor flexibilidad de diseño y opciones de rendimiento.
Eficiencia energética y fabricación sostenible: La fabricación de obleas de SiC en el futuro hará mayor hincapié en la eficiencia energética y la fabricación sostenible. Las fábricas que utilicen energías renovables, materiales sostenibles, reciclaje de residuos y procesos de producción con bajas emisiones de carbono se convertirán en tendencias en el sector manufacturero.
Fecha de publicación: 19 de enero de 2024