LED襯底第三代半導體SiC技術的崛起
據悉,2014年1月15日,美國政府正式宣布全力支持以SiC為代表的第三代寬禁帶半導體,旨在引領針對下一代電力電子的制造業(yè)創(chuàng)新。計劃在未來的5年里,通過使以SiC為代表的第三代寬禁帶半導體技術擁有當前Si基電力電子技術的成本競爭力,實現下一代節(jié)能高效大功率電力電子芯片和器件,從而引領包括消費類電子、工業(yè)設備、通訊、清潔能源等在內的多個全球最大規(guī)模、最快增長速度的產業(yè)市場,全面提升國際競爭力并創(chuàng)造高薪就業(yè)機會。
本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/267833.htm2014年11月7日,國家科技部曹健林副部長在其主題報告“開放創(chuàng)新融合-科技大跨界時代的產業(yè)發(fā)展”中指出: 從諾貝爾物理獎的半導體技術分布來看,未來將是第三代半導體,是整個業(yè)界努力的一個方向。第三代半導體技術將在能源、節(jié)能減排、國防安全、新一代信息技術和人類生活等各個方面產生巨大的影響。第三代半導體,是解決低碳、智能、綠色發(fā)展的突破口。第三代半導體,將引領下一代技術和應用的戰(zhàn)略變革。
以SiC為代表的第三代寬禁帶半導體,能夠在更高溫度和更高電壓及頻率的環(huán)境下正常工作,同時消耗更少的電力、具有更強的持久性和可靠性,這將為下一代擁有更小體積、更快速度、更低成本、更高效率的電力電子產品(包括個人電子設備、電動汽車、可再生能源聯(lián)網、工業(yè)規(guī)模的變速驅動電機、更智能化及更靈活的電網、移動信息大數據時代服務器網絡等)提供飛躍的機遇。
在LED半導體照明領域,SiC技術同樣發(fā)揮了重要影響和引領作用。SiC襯底,有效地解決了襯底材料與GaN的晶格匹配度問題,減少了缺陷和位錯,更高的電光轉換效率從根本上帶來更多的出光和更少的散熱??其J開創(chuàng)性的SC5技術平臺和超大功率XHP LED器件基于業(yè)界最強的SiC技術,在LED外延結構和芯片架構方面實現了諸多重要技術提升,并且開發(fā)出經過優(yōu)化設計的先進光轉換系統(tǒng)以實現最佳散熱性能和光學性能,并且使得系統(tǒng)層面的光學、電學、熱學、機械學成本大幅降低。
LED半導體照明本身是以SiC為代表的第三代半導體技術所實現的第一個突破口!其有效地解決了襯底材料與GaN的晶格匹配度問題,減少了缺陷和位錯,更高的電光轉換效率從根本上帶來更多的出光和更少的散熱?;诖耍?03 lm/W大功率LED實驗室光效記錄誕生,高密度級LED技術可實現尺寸更小、性能更高、設計更具靈活性的LED照明系統(tǒng),開創(chuàng)性的SC5技術平臺和超大功率XHP LED器件可實現LED照明系統(tǒng)最高40%成本降低。
隨著SiC生產成本的降低,SiC半導體正在憑借其優(yōu)良的性能逐步取代Si半導體,打破Si基由于材料本身性能的所遇到瓶頸。無疑,它將引發(fā)一場類似于蒸汽機一樣的產業(yè)革命!
1. SiC材料應用在高鐵領域,可節(jié)能20%以上,并減小電力系統(tǒng)體積;
2. SiC材料應用在新能源汽車領域,可降低能耗20%;
3. SiC材料應用在家電領域,可節(jié)能50%;
4. SiC材料應用在風力發(fā)電領域,可提高效率20%;
5. SiC材料應用在太陽能領域,可降低光電轉換損失25%以上;
6. SiC材料應用在工業(yè)電機領域,可節(jié)能30%-50%;
7. SiC材料應用在超高壓直流輸送電和智能電網領域,可使電力損失降低60%,同時供電效率提高40%以上;
8. SiC材料應用在大數據領域,可幫助數據中心能耗大幅降低(當前全球300萬臺數據中心每小時耗電量約為3000萬千瓦);
9. SiC材料應用在通信領域,可顯著提高信號的傳輸效率和傳輸安全及穩(wěn)定性;
10. SiC材料可使航空航天領域,可使設備的損耗減小30%-50%,工作頻率高3倍,電感電容體積縮小3倍,散熱器重量大幅降低。
2014年伊始,美國總統(tǒng)奧巴馬親自主導成立了以SiC為代表的第三代寬禁帶半導體產業(yè)聯(lián)盟。這一舉措的背后,是美國對以SiC半導體為代表的第三代寬禁帶半導體產業(yè)的強力支持。據了解,這個產業(yè)目前已經獲得美國聯(lián)邦和地方政府總計1.4億美元的合力支持。而早在2013年日本政府就將SiC納入“首相戰(zhàn)略”,認為未來50%的節(jié)能要通過它來實現,創(chuàng)造清潔能源的新時代。
正如美國總統(tǒng)奧巴馬在該產業(yè)聯(lián)盟成立大會上所提到,以SiC為代表的第三代半導體技術將可使筆記本電腦適配器的體積減少80%,也可以將一個變電站的體積縮小至一個手提箱的大小規(guī)格?;蛟S,這正是SiC半導體的魅力之所在。
未來,由半導體SiC材料制作成的功率器件將支撐起當今節(jié)能技術的發(fā)展趨向,成為節(jié)能設備最核心的部件,因此半導體SiC功率器件也被業(yè)界譽為功率變流裝置的“CPU”、綠色經濟的“核芯”。
晶體管相關文章:晶體管工作原理
晶體管相關文章:晶體管原理
評論