碳化硅磨料

新闻分类

产品分类

热门关键词

联系我们

连云港兰德碳化硅有限公司

联系人:王小姐

手机:18661269957

电话:0518-87433088

邮箱:landsic@163.com

网址:www.landsic.com.cn

地址:江苏省连云港市海州区岗埠农场


碳化硅为转型打造“利器”

您的当前位置: 首 页 >> 新闻中心 >> 产品百科

碳化硅为转型打造“利器”

发布日期:2016-02-17 00:00 来源:http://www.landsic.com.cn 点击:

“销往海内外的食品,能不能拥有更多名优商标和自主品牌;堆积如山的纸张,能不能转化为高档印刷品和精美包装;铺天盖地的布料,能不能变为服装、内饰和工艺品;多种多样的金属,能不能加工成各种特殊用材和金属制品;遍布各地的化工企业,能不能有一些转向生产精细产品;规模极大的建材工业,能不能提供更多的优质地板、高级陶瓷和卫生洁具;产量高达200万辆的汽车工业,能不能提高中高档乘用车的比例。”

2014年1月17日,山东省第十二届人民代表大会第三次会议上,在谈到产业结构调整升级时,山东省省委副书记、省长郭树清用了七个“能不能”的疑问表达了对传统工业升级的希望。

当下,对产业结构偏重的山东来说,经济转型颇为迫切:传统产业占到65%以上,制造业多数处于中低端,能源原材料产业、初加工工业所占比重偏高。能耗高、污染重、附加值低、产业链短已严重制约山东经济竞争力的提升,而七个“能不能”无疑是山东转型迫切需要解决的难题。

创新转型,如何转?谁能担当重任?破解这个时代赋予的命题是回答“省长之问”的关键。

起身于战略性新兴产业,碳化硅半导体产业既可以在传统的电力、钢铁、石油等诸多领域施展拳脚,又可在战略性产业如航空航天、半导体照明、电子产品等领域大显身手。眼下,风生水起的碳化硅科研正在产业化的道路上,为经济转型打造“利器”。

第一部分、碳化硅能改变什么?

一片厚度不足0.5毫米的碳化硅晶片衬底,能改变什么?

“你们已经取得了惊人的成就,正在引领一场清洁能源的革命。”这是2011年美国总统奥巴马在科锐公司演讲时重点提到的一句话。作为碳化硅半导体全球研发的领先者,科锐的产品在电力电子、光电子等领域都已经广泛应用,不论是新能源汽车还是智能电网,这个国家最尖端的关键设备上都有碳化硅的影子。这是三年之内,奥巴马两次到访该公司,表明他对碳化硅的重视的原因。这也是美国用十几年持续不断的扶持,将科锐打造成碳化硅行业世界第一企业的原因。

碳化硅是什么?它如何引领一场清洁能源的革命?

从刀耕火种的原始社会到以知识经济为特征的信息时代,材料无疑是推动人类进步的“一条腿”。

上世纪,第一代半导体材料硅(Si)点燃了信息产业发展的“星星之火”,而硅材料芯片也成就了“美国硅谷”高科技产业群,促使苹果、英特尔、谷歌等世界半导体巨头的诞生。毫不夸张的说,没有硅(Si)便没有强大的美国工业。

95%以上的半导体器件和99%以上的集成电路都是由硅(Si)材料制作。但近百年的洗礼,曾经的工业“中流砥柱”硅材料逐渐无法满足高温、高压、抗辐射等方面要求,而碳化硅半导体材料便是继硅(Si)、砷化镓(GaAs)之后最为成熟的第三代半导体材料。

作为一种宽禁带半导体材料,碳化硅半导体不但击穿电场强度高、热稳定性好,还具有载流子饱和漂移速度高、热导率高等特点,可以用来制造各种耐高温的高频、高效大功率器件,应用于硅器件难以胜任的场合。第三代半导体材料--碳化硅单晶材料广泛应用于电力电子器件、光电子器件等领域,在宽带通讯、太阳能、汽车制造、半导体照明、智能电网等众多战略行业可以实现50%以上的节能效果,可以使装备体积减小75%!

这只是碳化硅半导体神奇作用的“冰山一角”。“万能”的碳化硅似乎可以在更广泛的领域施展拳脚,比如在国计、民生两大领域都可以“担当大任”。

第二部分、引发像蒸汽机一样的产业革命

“蒸汽机的历史意义,无论怎样夸大也不为过。”L.S.斯塔夫里阿诺斯在《全球通史》里断言。

在瓦特改进蒸汽机之前,整个生产所需动力依靠人力和畜力。伴随蒸汽机的发明和改进,工厂不再依河或溪流而建,很多以前依赖人力与手工完成的工作自蒸汽机发明后被机械化生产取代。工业革命是一般政治革命不可比拟的巨大变革,其影响涉及人类社会生活的各个方面,使人类社会发生了巨大的变革,对人类的现代化进程推动起到不可替代的作用,把人类推向了崭新的蒸汽时代。

以碳化硅等为代表的第三代半导体材料,以其优异的半导体性能在各个现代工业领域都将发挥重要革新作用,应用前景和市场潜力巨大。而且我们已经看到,随着碳化硅生产成本的降低,碳化硅半导体正在凭借其优良的性能逐步取代硅(Si)半导体,打破硅基由于材料本身性能的所遇到瓶颈,无疑,它将引发一场类似于蒸汽机一样的产业革命!

片段一:一颗驱动绿色经济的“小心脏”

一个小小的半导体碳化硅功率器件能够改变什么?

它能使石化系统实现节能46%,冶金系统节能42%,城市供排水系统节能45%,化工系统节能24%。

我国目前风机、水泵、压缩机系统总装机容量约1.6亿千瓦,年耗电近5000亿千瓦时,如果改变调节方式,可实现节能10%-15%,约为500亿-700亿千瓦时,如此惊人的数字也都归功于半导体碳化硅功率器件。在5千伏以上的高压应用领域,半导体碳化硅功率器件在开关损耗与浪涌电压上均有应用,开关损耗最大可降低92%。半导体碳化硅功率器件功耗降低效果明显,设备的发热量大幅减少,使得设备的冷却机构进一步简化,进而大幅度降低电机的体积和重量。同时,随着电机冷却机构简化,制作散热器所用金属材料也相对减少,这也将有效缓解铜、铁及石油等多种资源供求不平的严峻形势。

未来,半导体碳化硅材料制作成的功率器件将支撑起当今节能技术的发展趋向,成为节能设备最核心的部件,因此半导体碳化硅功率器件也被业界誉为功率变流装置的“CPU”、绿色经济的“核芯”。

片段二:一辆跑得更快的新能源汽车

新能源汽车产业要求逆变器(即马达驱动)的半导体功率模块,在处理高强度电流时,具有远超出普通工业用途逆变器的可靠性;在大电流功率模块中,具有更好的散热性,高效、快速、耐高温、可靠性高的半导体碳化硅模块完全符合新能源汽车要求。

半导体碳化硅功率模块小型化的特点可大幅削减新能源汽车的电力损失,使其在200摄氏度高温下仍能正常工作,热容进一步减少。更轻、更小的设备更使新能源汽车的载重压力变小,进一步减小能量耗费,促进节能环保。

目前,德国英飞凌公司针对纯电动和插电式混合动力车,研制出的半导体碳化硅功率模块,将功率范围控制在20-80千瓦;采用沟槽栅和场截止层等国际最先进技术,降低饱和电压,维持开关速度,减小芯片厚度,增大功率密度。另外,通过改进模块内部的焊线工艺,将结温提高到150摄氏度或175摄氏度,增加了功率循环次数,提高了可靠性,大大降低了能耗。

实际上,半导体碳化硅材料除了在新能源汽车节能中占有重要地位外,在高铁、太阳能、风能、电力输送、UPS不间断电源等电力电子领域均起到了卓越的节能环保作用。

片段三:一种寿命更长,更加节能环保的LED照明从20世纪60年代初第一只LED诞生以来,LED经过40多年的努力,已经实现了红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七彩色LED的生产和应用。特别是1994年高亮度蓝光LED的诞生,拉开了半导体照明灯(白光LED)逐步替代现有的白炽灯、日光灯作通用照明光源的序幕,引发照明工业的又一场革命。


相关标签:碳化硅

上一篇:没有了
下一篇:碳化硅的定义?

最近浏览:

在线客服
分享
欢迎给我们留言
请在此输入留言内容,我们会尽快与您联系。
姓名
联系人
电话
座机/手机号码

苏公网安备 32070502010235号