Silicon carbide (SiC) minangka senyawa sing luar biasa sing bisa ditemokake ing industri semikonduktor lan produk keramik canggih. Iki asring ndadékaké kebingungan ing antarane wong awam sing bisa nganggep minangka jinis produk sing padha. Nyatane, nalika nuduhake komposisi kimia sing padha, SiC diwujudake minangka keramik maju sing tahan nyandhang utawa semikonduktor kanthi efisiensi dhuwur, kanthi peran sing beda banget ing aplikasi industri. Ana bedane sing signifikan ing antarane bahan SiC kelas keramik lan semikonduktor ing babagan struktur kristal, proses manufaktur, karakteristik kinerja, lan lapangan aplikasi.
- Syarat Kemurnian Divergen kanggo Bahan Mentah
SiC kelas keramik nduweni syarat kemurnian sing relatif entheng kanggo bahan baku bubuk. Biasane, produk kelas komersial kanthi kemurnian 90% -98% bisa nyukupi kabutuhan aplikasi, sanajan keramik struktural kanthi kinerja dhuwur mbutuhake kemurnian 98% -99.5% (contone, SiC terikat reaksi mbutuhake konten silikon gratis sing dikontrol). Iki ngidini impurities tartamtu lan kadhangkala sengaja nggabungake alat sintering kaya aluminium oksida (Al₂O₃) utawa yttrium oxide (Y₂O₃) kanggo nambah kinerja sintering, suhu sintering murah, lan nambah Kapadhetan produk pungkasan.
SiC kelas semikonduktor mbutuhake tingkat kemurnian sing meh sampurna. SiC kristal tunggal kelas substrat mbutuhake kemurnian ≥99.9999% (6N), kanthi sawetara aplikasi dhuwur sing mbutuhake kemurnian 7N (99.99999%). Lapisan epitaxial kudu njaga konsentrasi impurity ing ngisor 10¹⁶ atom/cm³ (utamané ngindhari impurities tingkat jero kaya B, Al, lan V). Malah nglacak impurities kayata wesi (Fe), aluminium (Al), utawa boron (B) bisa nemen impact electrical properti dening njalari scattering operator, ngurangi kekuatan lapangan risak, lan wekasanipun kompromi kinerja piranti lan linuwih, necessitating kontrol impurity ketat.
Bahan semikonduktor silikon karbida
- Struktur Kristal Benten lan Kualitas
SiC kelas keramik utamane ana minangka bubuk polikristalin utawa badan sinter sing kasusun saka pirang-pirang microcrystals SiC kanthi acak. Materi kasebut bisa uga ngemot pirang-pirang politipe (contone, α-SiC, β-SiC) tanpa kontrol ketat babagan politipe tartamtu, kanthi penekanan tinimbang kapadhetan lan keseragaman materi sakabèhé. Struktur internal kasebut nduweni wates butir sing akeh banget lan pori-pori mikroskopis, lan bisa uga ngemot alat sintering (contone, Al₂O₃, Y₂O₃).
SiC kelas semikonduktor kudu dadi substrat kristal tunggal utawa lapisan epitaxial kanthi struktur kristal sing disusun banget. Mbutuhake polytypes tartamtu sing dipikolehi liwat teknik pertumbuhan kristal presisi (contone, 4H-SiC, 6H-SiC). Sifat listrik kaya mobilitas elektron lan celah pita sensitif banget marang pilihan polytype, sing mbutuhake kontrol sing ketat. Saiki, 4H-SiC ndominasi pasar amarga sifat listrik sing unggul kalebu mobilitas operator sing dhuwur lan kekuwatan lapangan sing rusak, saengga cocog kanggo piranti listrik.
- Perbandingan Kompleksitas Proses
SiC kelas keramik nggunakake proses manufaktur sing relatif prasaja (persiapan bubuk → mbentuk → sintering), padha karo "nggawe bata." Proses kasebut kalebu:
- Nyampur bubuk SiC kelas komersial (biasane ukuran mikron) karo binder
- Mbentuk liwat mencet
- Sintering suhu dhuwur (1600-2200 ° C) kanggo entuk densifikasi liwat difusi partikel
Umume aplikasi bisa kepenak karo kapadhetan> 90%. Kabeh proses ora mbutuhake kontrol wutah kristal sing tepat, mung fokus ing konsistensi mbentuk lan sintering. Kaluwihan kalebu keluwesan proses kanggo wangun sing rumit, sanajan kanthi syarat kemurnian sing luwih murah.
SiC kelas semikonduktor kalebu proses sing luwih rumit (persiapan bubuk kemurnian dhuwur → pertumbuhan substrat kristal tunggal → deposisi wafer epitaxial → fabrikasi piranti). Langkah-langkah utama kalebu:
- Persiapan substrat utamane liwat metode transportasi uap fisik (PVT).
- Sublimasi bubuk SiC ing kondisi ekstrim (2200-2400 ° C, vakum dhuwur)
- Kontrol sing tepat saka gradien suhu (± 1 ° C) lan paramèter tekanan
- Wutah lapisan epitaxial liwat deposisi uap kimia (CVD) kanggo nggawe lapisan doped sing seragam (biasane sawetara nganti puluhan mikron)
Kabeh proses mbutuhake lingkungan sing resik banget (contone, kamar resik Kelas 10) kanggo nyegah kontaminasi. Karakteristik kalebu presisi proses sing ekstrem, mbutuhake kontrol ing lapangan termal lan tingkat aliran gas, kanthi syarat sing ketat kanggo kemurnian bahan mentah (> 99.9999%) lan kecanggihan peralatan.
- Bentenane Biaya lan Orientasi Pasar
Fitur SiC Keramik:
- Bahan mentah: bubuk komersial
- Proses sing relatif prasaja
- Biaya murah: Ewon nganti puluhan ewu RMB saben ton
- Aplikasi sing amba: Abrasive, refraktori, lan industri sensitif biaya liyane
Fitur SiC kelas semikonduktor:
- Siklus pertumbuhan substrat sing dawa
- Kontrol cacat sing tantangan
- Tarif ngasilaken sing kurang
- Biaya dhuwur: Ewonan USD saben substrat 6-inch
- Pasar fokus: Elektronik kinerja dhuwur kaya piranti daya lan komponen RF
Kanthi pangembangan kendharaan energi anyar lan komunikasi 5G kanthi cepet, panjaluk pasar saya tambah akeh.
- Skenario Aplikasi Dibedakake
SiC kelas keramik dadi "kuda kerja industri" utamane kanggo aplikasi struktural. Nggunakake sifat mekanik sing apik banget (kekerasan dhuwur, resistensi nyandhang) lan sifat termal (resistensi suhu dhuwur, tahan oksidasi), unggul ing:
- Abrasive (roda grinding, amplas)
- Refraktori (lapisan kiln suhu dhuwur)
- Komponen tahan aus/korosi (badan pompa, lapisan pipa)
Komponen struktur keramik silikon karbida
SiC kelas semikonduktor nindakake minangka "elit elektronik," nggunakake sifat semikonduktor celah pita lebar kanggo nuduhake kaluwihan unik ing piranti elektronik:
- Piranti daya: EV inverter, grid converters (ningkatake efisiensi konversi daya)
- Piranti RF: stasiun pangkalan 5G, sistem radar (mbisakake frekuensi operasi sing luwih dhuwur)
- Optoelektronik: Bahan substrat kanggo LED biru
200-milimeter SiC epitaxial wafer
| ukuran | Keramik-grade SiC | SiC kelas semikonduktor |
| Struktur Kristal | Polycrystalline, macem-macem politipe | Kristal tunggal, politipe sing dipilih kanthi ketat |
| Fokus Proses | Densifikasi lan kontrol wangun | Kualitas kristal lan kontrol properti listrik |
| Prioritas Kinerja | Kekuwatan mekanik, tahan korosi, stabilitas termal | Sifat listrik (bandgap, breakdown field, lsp.) |
| Skenario Aplikasi | Komponen struktural, bagean tahan nyandhang, komponen suhu dhuwur | Piranti daya dhuwur, piranti frekuensi dhuwur, piranti optoelektronik |
| Biaya Drivers | Fleksibilitas proses, biaya bahan baku | Tingkat pertumbuhan kristal, presisi peralatan, kemurnian bahan mentah |
Ringkesan, prabédan dhasar asale saka tujuan fungsional sing béda: SiC kelas keramik nggunakake "wangun (struktur)" dene SiC kelas semikonduktor nggunakake "properti (listrik)." Tilas ngupayakake kinerja mekanik / termal kanthi biaya-efektif, dene sing terakhir nggambarake puncak teknologi persiapan materi minangka bahan fungsional kristal tunggal kanthi kemurnian dhuwur. Sanadyan nuduhake asal kimia sing padha, SiC kelas keramik lan semikonduktor nuduhake beda sing jelas ing kemurnian, struktur kristal, lan proses manufaktur - nanging loro-lorone nggawe kontribusi sing signifikan kanggo produksi industri lan kemajuan teknologi ing wilayahe dhewe-dhewe.
XKH minangka perusahaan teknologi dhuwur sing spesialisasine ing R&D lan produksi bahan silikon karbida (SiC), nawakake pangembangan khusus, mesin presisi, lan layanan perawatan permukaan wiwit saka keramik SiC kemurnian dhuwur nganti kristal SiC kelas semikonduktor. Nggunakake teknologi persiapan canggih lan jalur produksi sing cerdas, XKH nyedhiyakake produk lan solusi SiC kinerja sing bisa disetel (90% -7N) lan kontrol struktur (polycrystalline / kristal tunggal) kanggo klien ing semikonduktor, energi anyar, aeroangkasa lan lapangan canggih liyane. Produk kita nemokake aplikasi ekstensif ing peralatan semikonduktor, kendaraan listrik, komunikasi 5G lan industri sing gegandhengan.
Ing ngisor iki minangka piranti keramik silikon karbida sing diprodhuksi dening XKH.
Wektu kirim: Jul-30-2025