กับอุตสาหกรรมที่เฟื่องฟูการใช้พลังงานทั่วโลกเพิ่มขึ้นทุกปี ในประเทศจีนมลพิษของยานยนต์ได้กลายเป็นแหล่งสำคัญของมลพิษทางอากาศสาเหตุที่สำคัญของเถ้าและมลพิษจากหมอกควันโฟโตเคมีเคมีและความเร่งด่วนของการป้องกันและควบคุมมลพิษในยานยนต์ได้กลายเป็นที่โดดเด่นมากขึ้น การประหยัดพลังงานและลดการปล่อยมลพิษกลายเป็นประเด็นสำคัญในการพัฒนาอุตสาหกรรมยานยนต์ ดังนั้นการพัฒนารถยนต์พลังงานใหม่อย่างจริงจังจึงเป็นมาตรการเชิงกลยุทธ์เพื่อให้เกิดการอนุรักษ์พลังงานและลดการปล่อยก๊าซและส่งเสริมการพัฒนาที่ยั่งยืนของอุตสาหกรรมยานยนต์ของจีน
ในปัจจุบันส่วนไดรฟ์ไฟฟ้าของ EV (ยานพาหนะไฟฟ้าบริสุทธิ์) และ HEV (รถยนต์ไฟฟ้าไฮบริด) ส่วนใหญ่จะประกอบด้วยอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้ซิลิคอน (Si) ด้วยการพัฒนายานพาหนะไฟฟ้าความต้องการที่สูงขึ้นได้ถูกวางลงบน miniaturization และลดน้ำหนักของไดรฟ์ไฟฟ้า อย่างไรก็ตามเนื่องจากข้อ จำกัด ของวัสดุอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้ Si แบบดั้งเดิมได้เข้าหาหรือถึงขีด จำกัด ที่แท้จริงของวัสดุของพวกเขาในหลายประการ ดังนั้นผู้ผลิตยานยนต์หลายรายจึงมีความหวังสูงสำหรับอุปกรณ์พลังงานซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) รุ่นใหม่
เซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามซึ่งเป็นตัวแทนของซิลิกอนคาร์ไบด์มีข้อได้เปรียบที่สำคัญเหนือกว่าวัสดุเซมิคอนดักเตอร์แบบดั้งเดิมเช่นซิลิกอน monocrystalline และแกลเลียม arsenide เช่นการนำความร้อนสูงความแข็งแรงของสนามสูง มีความเสถียรทางเคมีสูงและทนต่อรังสีได้ระบุว่าซิลิคอนคาร์ไบด์มีตำแหน่งที่ไม่สามารถถูกแทนที่ได้ในหลายสาขา ส่วนใหญ่เป็นดังนี้:
(1) SiC มีค่าการนำความร้อนสูง (สูงถึง 4.9 W / cm • K) ซึ่งเท่ากับ 3.3 เท่าของ Si ดังนั้นวัสดุ SiC มีผลการกระจายความร้อนที่ดี ในทางทฤษฎีอุปกรณ์ไฟฟ้า SiC สามารถทำงานที่อุณหภูมิทางแยก 175 ° C ดังนั้นปริมาณของฮีตซิงค์จะลดลงอย่างมีนัยสำคัญซึ่งเหมาะสำหรับการสร้างอุปกรณ์ที่มีอุณหภูมิสูง
(2) SiC มีความแข็งแรงของสนามไฟฟ้าสูงและสนามไฟฟ้าสลายเป็น 10 เท่าของ Si ดังนั้นจึงเหมาะสำหรับสวิตช์แรงดันสูงและมีความสามารถในการจัดการพลังงานที่แข็งแกร่งทำให้วัสดุ SiC เหมาะสำหรับการใช้พลังงานสูง อุปกรณ์สูงในปัจจุบัน
(3) SiC มีอัตราการลอยตัวของอิเล็กตรอนอิ่มตัวสูงซึ่งมีค่าเป็นสองเท่าของ Si และลดทอนลงที่สนามสูงและความสามารถในการประมวลผลของสนามก็สูง ดังนั้นวัสดุ SiC จึงเหมาะสำหรับอุปกรณ์ความถี่สูง
SiC ผลึกเดี่ยวยังเป็นวัสดุสารกึ่งตัวนำรุ่นที่สามที่โตที่สุดในเทคโนโลยีการเตรียม ดังนั้น SiC จึงเป็นหนึ่งในวัสดุที่เหมาะสำหรับการผลิตที่อุณหภูมิสูงความถี่สูงพลังงานสูงอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูง
เป็นที่ทราบกันดีว่าความหนาแน่นพลังงานสูงแรงดันไฟฟ้าสูงโมดูลพลังงาน IGBT ปัจจุบันสูงเป็นส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดในอินเวอร์เตอร์ ยิ่งความหนาแน่นของพลังงานสูงขึ้นเท่าไรการออกแบบระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น เนื่องจากความหนาแน่นกระแสสูงของอุปกรณ์ SiC (เช่นผลิตภัณฑ์ Infineon สูงถึง 700 A / cm2) ขนาดแพ็กเกจโมดูลพลังงาน SiC แบบเต็มมีขนาดเล็กกว่าโมดูลพลังงาน Si IGBT ที่ระดับพลังงานเดียวกันอย่างมีนัยสำคัญลดขนาดของ โมดูลพลังงาน
