シリコンカービッド20: 広範囲の半導体が世界のエネルギーインフラをどのように再構築しているのか

シリコンカービッド20: 広範囲の半導体が世界のエネルギーインフラをどのように再構築しているのか

1伝統的なシリコンベースの材料の物理的限界を突破する
1.1 物質特性の突破
高圧と高温耐性: シリコンカービッド (SiC) の帯隙は3.2eV (シリコンは1.1eVのみ) で,分解場強度はシリコンの10倍であり,200°C以上の高温作業環境に耐える.装置の信頼性を著しく向上させる 16.
高周波と低損失の特徴: SiC MOSFETのスイッチ速度は シリコンベースのIGBTの100倍速く,オン抵抗はシリコンベースのデバイスの1/100に削減されています.システムエネルギー消費量は70%削減されます.
容量と重量の最適化:同じ電力で,シリコンカービッド装置の容量は,シリコンベースの装置の1/3に削減され,新しいエネルギー機器の軽量化が促進されます 68.
1.2 経済改善の道
2023-2024 グローバルシリコンカービッドデバイス価格が35%下落 (例えば1200V/40mΩ SiC MOSFET ユニット価格が35元から23元に),将来のコストは,シリコンIGBTの1.5-2倍に近いと予想されています.商業化プロセスを加速する 3.
2新エネルギー分野における応用シナリオの深層分析
2.1 新しいエネルギー車両: エネルギー効率革命を推進する3つのコアモジュール
メインドライブインバーター: シリコンカービッドの使用は,モーター制御システムの損失を5%減らし,範囲を10%減らし,テスラモデル3,BYD ハンおよび他のモデルが大規模なアプリケーションを達成しました 13.
ボート充電システム (OBC): SiCデバイスは充電効率を 97%以上高め 800V 高電圧プラットフォームをサポートし,超高速充電15分から80%を達成します
DC/DC変換機: シリコンカルビッド溶液はフィルター容量要求を40%削減し,電力の密度を3倍に増加します.
2.2 充電台: 高圧高速充電の重要な技術サポート
電気回路のトポロジーを簡素化し レージエータの容量を50%削減し 480kWのオーバーチャード電力をサポートします市場規模は22024年には50億元になります
2.3 光伏発電:効率の飛躍のための破壊的な解決策
SiC MOSFETを使用した光伏インバーターの変換効率は 96% から 99% に増加し,エネルギー損失は 50% 削減され,機器の寿命は 50 倍延長されます.生命周期電力のコストは12%削減されます.
3産業競争パターンと技術的課題
3.1 世界市場構造
国際的な製造業者が優勢です: ウォルフスピード,インフィニオンおよび他のトップ5社の市場シェアは91.9%で,2026年までの世界シリコンカービッド生産能力は460万個 (6インチ相当) と計画されています.
中国の製造業者の突破純粋半導体企業は,1200VのSiC MOSFETのRsp (特異電源抵抗) を2.8〜3.3mΩに削減し,徐々に38の国際的リードレベルに近づいています.
3.2 重要な技術的な問題
駆動回路設計: 高周波スイッチによって引き起こされる電圧振動 (dv/dtから100kV/μsまで) と電磁気干渉 (EMI) は抑制されるべきです.
パッケージプロセス最適化: シリコンカービッド712の高周波特性に対応するために,低寄生性誘導性パッケージ (<5nH) が開発されました.
4将来の傾向と戦略的提案
4.1 技術の繰り返しの方向性
二面冷却モジュールと統合設計 (IPMパッケージなど) の開発によりシステムコストと容量をさらに削減する119.
4.2 産業連鎖の協力の経路
"基板 - エピタキシー - デバイス - アプリケーション"の全チェーンローカリゼーション能力を構築し,2026年に中国のシリコンカービッド基板の目標コストは2000元/ピース312に削減されます.
結論
シリコンカービッド技術により,新しいエネルギー産業の構造の向上が促進されています. 技術の成熟度とスケール効果の向上により,エネルギー効率の3つの次元において 引き続き価値を生み出しますグローバルカーボンニュートラル戦略のコアテクノロジーキャリアになる.