तेजी से बढ़ते उद्योग के साथ, वैश्विक ऊर्जा की खपत में साल दर साल वृद्धि हुई है। चीन में, मोटर वाहन प्रदूषण वायु प्रदूषण का एक महत्वपूर्ण स्रोत बन गया है, राख और फोटोकैमिकल स्मॉग प्रदूषण का एक महत्वपूर्ण कारण है, और मोटर वाहन प्रदूषण की रोकथाम और नियंत्रण का आग्रह तेजी से प्रमुख हो गया है। मोटर वाहन उद्योग के विकास में ऊर्जा की बचत और उत्सर्जन में कमी एक प्रमुख मुद्दा बन गया है। इसलिए, नए ऊर्जा वाहनों को सख्ती से विकसित करना ऊर्जा संरक्षण और उत्सर्जन में कमी को प्राप्त करने और चीन के ऑटोमोबाइल उद्योग के सतत विकास को बढ़ावा देने के लिए एक रणनीतिक उपाय है।
वर्तमान में, EV (प्योर इलेक्ट्रिक व्हीकल) और HEV (हाइब्रिड इलेक्ट्रिक व्हीकल) के इलेक्ट्रिक ड्राइव पार्ट्स मुख्य रूप से सिलिकॉन (Si) आधारित बिजली उपकरणों से बने होते हैं। इलेक्ट्रिक वाहनों के विकास के साथ, इलेक्ट्रिक ड्राइव के लघुकरण और वजन में कमी पर उच्च आवश्यकताओं को रखा गया है। हालांकि, सामग्री सीमाओं के कारण, पारंपरिक सी-आधारित बिजली उपकरणों ने कई मायनों में अपनी सामग्रियों की आंतरिक सीमाओं तक पहुंच या संपर्क किया है। इसलिए, विभिन्न मोटर वाहन निर्माताओं को नई पीढ़ी के सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) बिजली उपकरणों के लिए उच्च उम्मीदें हैं।
सिलिकॉन कार्बाइड द्वारा प्रस्तुत तीसरी पीढ़ी के अर्धचालक, मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन और गैलियम आर्सेनाइड जैसे पारंपरिक अर्धचालक सामग्री, जैसे कि उच्च तापीय चालकता, उच्च विखंडन क्षेत्र की ताकत, उच्च संतृप्ति इलेक्ट्रॉन बहाव दर और उच्च संबंध ऊर्जा पर महत्वपूर्ण लाभ हैं। उच्च रासायनिक स्थिरता और मजबूत विकिरण प्रतिरोध ने निर्धारित किया है कि सिलिकॉन कार्बाइड की कई क्षेत्रों में अपूरणीय स्थिति है। मुख्य रूप से निम्नानुसार है:
(1) SiC में उच्च तापीय चालकता (4.9 W / cm • K तक) होती है, जो Si की 3.3 गुना होती है। इसलिए, SiC सामग्री में एक अच्छा गर्मी लंपटता प्रभाव है। सैद्धांतिक रूप से, SiC पावर डिवाइस 175 ° C के जंक्शन तापमान पर काम कर सकता है, इसलिए हीट सिंक की मात्रा को काफी कम किया जा सकता है, जो उच्च तापमान डिवाइस बनाने के लिए उपयुक्त है।
(2) SiC में उच्च विखंडन क्षेत्र की शक्ति होती है, और इसका टूटने वाला विद्युत क्षेत्र Si की तुलना में 10 गुना अधिक होता है, इसलिए यह उच्च-वोल्टेज स्विच के लिए उपयुक्त होता है, और इसकी शक्ति को संभालने की क्षमता मजबूत होती है, जिससे SiC सामग्री उच्च शक्ति बनाने के लिए उपयुक्त होती है, उच्च-वर्तमान डिवाइस।
(3) SiC में एक उच्च संतृप्ति इलेक्ट्रॉन बहाव दर है, जो Si के मूल्य का दोगुना है, और उच्च क्षेत्रों में शायद ही कभी जाता है, और इसकी उच्च क्षेत्र प्रसंस्करण क्षमता मजबूत है। इसलिए, उच्च आवृत्ति उपकरणों के लिए SiC सामग्री उपयुक्त है।
SiC सिंगल क्रिस्टल भी तैयारी तकनीक में सबसे परिपक्व तीसरी पीढ़ी का अर्धचालक पदार्थ है। इसलिए, उच्च तापमान, उच्च आवृत्ति, उच्च शक्ति, उच्च वोल्टेज उपकरणों के निर्माण के लिए SiC आदर्श सामग्रियों में से एक है।
यह सर्वविदित है कि उच्च शक्ति घनत्व, उच्च वोल्टेज, उच्च वर्तमान आईजीबीटी बिजली मॉड्यूल इन्वर्टर में सबसे महत्वपूर्ण घटक हैं। पावर घनत्व जितना अधिक होता है, इलेक्ट्रिक ड्राइव सिस्टम का डिज़ाइन उतना ही अधिक कॉम्पैक्ट होता है, और समान मात्रा में पावर अधिक होता है। SiC उपकरणों के उच्च वर्तमान घनत्व (जैसे, Infineon उत्पाद 700 A / cm2 तक) के कारण, पूर्ण SiC पावर मॉड्यूल पैकेज का आकार समान पावर स्तर पर Si IGBT पावर मॉड्यूल की तुलना में काफी छोटा होता है, जो आकार को बहुत कम करता है पावर मॉड्यूल।
