ما هو رقاقة سي سي؟ ما هو نصف الموصل سي سي؟ ما هو الفرق بين رقاقة سي سي وسي سي؟

مع استمرار الطلب على الإلكترونيات عالية الكفاءة، عالية الطاقة، وارتفاع درجة الحرارة في النمو،صناعة أشباه الموصلات تتطلع إلى ما وراء المواد التقليدية مثل السيليكون (Si) لتلبية هذه الاحتياجاتواحدة من أكثر المواد الواعدة التي تقود هذا الابتكار هي الكربيد السيليكوني (SiC). في هذه المقالة نستكشف ما هي رقائق SiC،كيف تختلف أشباه الموصلات من السيليكون التقليدي، والمزايا الكبيرة التي تقدمها.

ما هو الوافر سي سي؟

رقاقة سي سي هي شريحة رقيقة من كربيد السيليكون، وهو مركب مصنوع من ذرات السيليكون والكربون.مما يجعلها مادة مثالية لمجموعة متنوعة من التطبيقات الإلكترونيةعلى عكس رقائق السيليكون التقليديةرقائق سي سيمصممة للتعامل مع الظروف ذات الطاقة العالية ودرجة الحرارة العالية وارتفاع التردد. هذه الألواح بمثابة الركيزة لتصنيع أشباه الموصلات SiC،التي تكتسب شعبية سريعة في الإلكترونيات القوية وغيرها من التطبيقات عالية الأداء.

ما هو نصف موصل سي سي؟

نصف موصل سي سي هو مكون إلكتروني مصنوع باستخدام كربيد السيليكون كمادة أساسية.

أشباه الموصلات ضرورية في الإلكترونيات الحديثة، لأنها تسمح بالتحكم والتلاعب بالتيارات الكهربائية. أشباه الموصلات سي سي، على وجه التحديد، معروفة بفجوة النطاق العريضة،سلكية حرارية عاليةهذه الخصائص تجعل أشباه الموصلات SiC مثالية للاستخدام في أجهزة الطاقة، مثل ترانزستورات الطاقة، والديودات، وموسفيت، حيث الكفاءة،الموثوقية، والأداء أمر بالغ الأهمية

ما هو الفرق بين الوافرات Si و SiC؟

في حين أن رقائق السيليكون (Si) كانت العمود الفقري لصناعة أشباه الموصلات لعقود، أصبحت رقائق كربيد السيليكون (SiC) بسرعة تغير اللعبة لبعض التطبيقات.هنا مقارنة مفصلة بين الاثنين:

1.الخصائص المادية:

• السيليكون (Si): السيليكون هو مادة أشباه الموصلات المستخدمة على نطاق واسع بسبب توافرها الوفير وتكنولوجيا التصنيع الناضجة والخصائص الكهربائية الجيدة. ومع ذلك، فإن الفجوة الناتجة عن السيليكون ضيقة نسبياً (1.12 eV) يحد من أدائه في التطبيقات عالية درجة الحرارة والجهد العالي.
• كربيد السيليكون (SiC): يحتوي SiC على فجوة نطاق أوسع بكثير (حوالي 3.26 eV) ، مما يسمح له بالعمل عند درجات حرارة وجهد أعلى بكثير من السيليكون.هذا يجعل السيك خيارًا متفوقًا للتطبيقات التي تتطلب تحويل الطاقة الفعال وتبديد الحرارة.

2.التوصيل الحراري:

• السيليكون (Si): التوصيل الحراري للسيليكون معتدل ، والذي يمكن أن يؤدي إلى الإفراط في التطبيقات عالية الطاقة ما لم يتم استخدام أنظمة تبريد واسعة النطاق.
• كربيد السيليكون (SiC): SiC لديه تقريبا ثلاث مرات التوصيل الحراري للسيليكون، مما يعني أنه يمكن أن تبعد الحرارة بشكل أكثر فعالية بكثير. وهذا يقلل من الحاجة إلى أنظمة تبريد ضخمة،جعل أجهزة SiC أكثر تكثيفاً وموثوقية في ظل ظروف شديدة.

3.قوة انهيار الحقل الكهربائي:

• السيليكون (Si): الحقل الكهربائي للسيليكون أقل مما يحد من قدرته على التعامل مع العمليات عالية الجهد دون خطر الانهيار.
• كربيد السيليكون (SiC): قوة تحطم المجال الكهربائي لـ SiC أكبر بنحو عشرة أضعاف من قوة السيليكون. وهذا يسمح للأجهزة القائمة على SiC بمعالجة فولتات أعلى بكثير ، وهو أمر حاسم في الإلكترونيات الكهربائية.

4.الكفاءة وفقدان الطاقة:

• السيليكون (Si): في حين أن أجهزة السيليكون فعالة في ظل الظروف القياسية، تنخفض أدائها بشكل كبير في ظل الظروف عالية التردد، والجهد العالي، ودرجة الحرارة العالية،مما يؤدي إلى زيادة خسائر الطاقة.
• كربيد السيليكون (SiC): تحتفظ أشباه الموصلات بـ SiC بكفاءة عالية عبر مجموعة أوسع من الظروف ، خاصة في التطبيقات عالية التردد والقوة العالية.هذا يترجم إلى خسائر طاقة أقل وأفضل أداء النظام العام.

مستقبل تقنية أشباه الموصلات

الانتقال من السيليكون إلى كربيد السيليكون ليس مجرد تحسن تدريجي، بل هو قفزة كبيرة إلى الأمام لصناعة أشباه الموصلات.الطاقة المتجددة، والأتمتة الصناعية تتطلب إلكترونيات أكثر قوة وكفاءة، ومزايا SiC أصبحت واضحة بشكل متزايد.

على سبيل المثال في صناعة السياراتوقد خلق صعود المركبات الكهربائية (EVs) الطلب على إلكترونيات طاقة أكثر كفاءة التي يمكن أن تتعامل مع متطلبات الطاقة العالية لمحركات EV وأنظمة الشحنيتم الآن دمج أشباه الموصلات SiC في المحولات والشواحن لتحسين الكفاءة والحد من خسائر الطاقة ، مما يزيد في نهاية المطاف من نطاق المركبات الكهربائية.

وبالمثل، في تطبيقات الطاقة المتجددة، مثل المحولات الشمسية وتوربينات الرياح، أجهزة SiC تساعد على زيادة كفاءة تحويل الطاقة، وتقليل متطلبات التبريد،وتخفيض تكاليف النظام العامةهذا لا يجعل الطاقة المتجددة أكثر قابلية للتطبيق فحسب بل أيضاً أكثر فعالية من حيث التكلفة.

الاستنتاج

ظهور رقائق سي سي و أشباه الموصلات يمثل حقبة جديدة في الإلكترونيات، حيث أعلى كفاءة، والأداء، والمتانة هي الأهمية القصوى.وبما أن تكاليف إنتاج مواد SiC تنخفض، يمكننا أن نتوقع أن نرى اعتماد أكثر انتشارًا لهذه التكنولوجيا في مختلف الصناعات.

كربيد السيليكون على وشك إحداث ثورة في صناعة أشباه الموصلات، وتوفير حلول للتحديات التي السيليكون التقليدي ببساطة لا يمكن أن تلبي.مع خصائصها المتفوقة وقاعدة التطبيق المتزايدة، SiC يمثل مستقبل الإلكترونيات عالية الأداء.

توصيات ذات صلة

8 بوصة سيفي سيفي كربيد السيليكون سيفي بريم الدمى درجة البحوث 500um 350 أم ((انقر على الصورة لمزيد)

كربيد السيليكون (SiC) في البداية وجدت الاستخدام الصناعي كمادة مطحنة، ثم اكتسبت لاحقا أهمية في تكنولوجيا LED. مع مرور الوقت،خصائصها الفيزيائية الاستثنائية أدت إلى اعتمادها على نطاق واسع في مختلف تطبيقات أشباه الموصلات عبر الصناعاتمع اقتراب حدود قانون مور، العديد من شركات أشباه الموصلات تتحول إلى سي سي كمواد من المستقبل بسبب خصائص أدائها المتميزة.