С процъфтяващата индустрия глобалното потребление на енергия се увеличава от година на година. В Китай замърсяването на моторните превозни средства се превърна във важен източник на замърсяване на въздуха, важна причина за замърсяването с пепел и фотохимичен смог, а спешността на предотвратяването и контрола на замърсяването на моторните превозни средства става все по-очевидна. Пестенето на енергия и намаляването на емисиите се превърнаха в основен проблем в развитието на автомобилната индустрия. Следователно енергичното разработване на нови енергийни превозни средства е стратегическа мярка за постигане на енергоспестяване и намаляване на емисиите и насърчаване на устойчивото развитие на китайската автомобилна индустрия.
Понастоящем частите с електрическо задвижване на EV (чисто електрическо превозно средство) и HEV (хибридно електрическо превозно средство) са съставени главно от силови устройства на основата на силиций (Si). С развитието на електрическите превозни средства бяха поставени по-високи изисквания към миниатюризацията и намаляването на теглото на електрическите задвижвания. Поради ограниченията на материалите традиционните силови устройства на базата на Si в много отношения се приближиха или дори достигнаха присъщите граници на своите материали. Поради това различните производители на автомобили имат големи надежди за ново поколение устройства за захранване на силициев карбид (SiC).
Полупроводниците от трето поколение, представени от силициев карбид, имат значителни предимства пред традиционните полупроводникови материали като монокристален силиций и галиев арсенид, като висока топлопроводимост, висока якост на полето на разрушаване, висока скорост на отток на насищане на електрона и висока енергия на свързване. Високата химическа стабилност и силната устойчивост на радиация са определили, че силициевият карбид има незаменима позиция в много области. Главно по следния начин:
(1) SiC има висока топлопроводимост (до 4,9 W / cm • K), което е 3,3 пъти по-високо от Si. Следователно, SiC материалът има добър ефект на разсейване на топлината. Теоретично силовото устройство SiC може да работи при температура на съединение 175 ° C, така че обемът на радиатора може да бъде значително намален, което е подходящо за изработка на устройства с висока температура.
(2) SiC има висока якост на полето на разрушаване и неговото електрическо поле за разрушаване е 10 пъти по-голямо от Si, така че е подходящо за превключватели с високо напрежение и има силна мощност на работа с мощност, което прави SiC материали подходящи за изработка на висока мощност, устройства с висок ток.
(3) SiC има висока степен на насищане на оттока на електрон, която е два пъти по-голяма от стойността на Si и почти не затихва при високи полета, а неговата висока способност за обработка на полето е силна. Следователно SiC материалът е подходящ за устройства с висока честота.
SiC монокристалът е и най-зрелият полупроводников материал от трето поколение в технологията за подготовка. Следователно, SiC е един от идеалните материали за производство на устройства с висока температура, висока честота, висока мощност, високо напрежение.
Добре известно е, че високата плътност на мощността, високото напрежение, високотоковите IGBT захранващи модули са най-важните компоненти в инвертора. Колкото по-голяма е плътността на мощността, толкова по-компактен е конструкцията на системата за електрическо задвижване и толкова по-голяма е мощността в същия обем. Поради високата плътност на тока на SiC устройства (например, продукти на Infineon до 700 A / cm2), пълният размер на пакета на силовия модул SiC е значително по-малък от силовия модул Si IGBT при същото ниво на мощност, което значително намалява размера на захранващ модул.
