シリコンカーバイド(SIC)は半導体業界でどのような役割を果たしていますか?
黒色炭化ケイ素(SiC)

第三世代半導体の中核材料として、半導体産業におけるシリコンカーバイド(SiC)の重要な役割は、次のようにまとめられます。
1. 材料性能の革新
広いバンドギャップ特性
バンドギャップ幅は3.3eV(シリコンは1.1eV)で、破壊電界強度はシリコンの10倍であり、高電圧シナリオ(新エネルギー車の電気駆動システムなど)に適しています。
高い熱伝導率
熱伝導率は4.9W/cm·K(シリコンの場合は1.5W/cm·K)で、放熱効率が3倍に向上し、デバイスの動作温度が下がり、
信頼性。
高周波・高速特性
電子飽和ドリフト速度は2×10⁷cm/s(シリコンの2倍)に達し、スイッチング速度はシリコンデバイスの100倍高速で、エネルギー損失は50%~70%削減されます。
高周波アプリケーションに適しています。
2. コアアプリケーション領域
パワーデバイス
新エネルギー車:モーターコントローラー、オンボードチャージャー(OBC)、DC/DCコンバーターなどに使用され、走行距離と充電効率を向上させます。
太陽光発電/エネルギー貯蔵:インバーターの効率を最適化し、エネルギー損失を削減します。
鉄道輸送/スマートグリッド:電力システムの安定性を向上し、高電圧送電をサポートします。
RFデバイス:高い耐放射線性と熱伝導性を備え、5G通信基地局やレーダーなどの高周波用途に適用します。
その他の半導体デバイス
LED基板:高輝度LEDチップ製造に使用されます。
センサーと超伝導デバイス:高温耐性と化学的安定性により、極限環境 (航空宇宙など) に適しています。
3. 産業の高度化と振興
従来のシリコン材料の代替
1200V以上の高電圧分野でシリコンベースのデバイスを段階的に置き換え、体積を1/10に削減し、軽量化を実現します。
産業チェーンにおける技術革新
単結晶基板の準備: PVT 法と液相法によって結晶の品質を向上させ、欠陥密度を低減します。
精密加工:セラミック彫刻機とフライス盤をダイヤモンド工具と組み合わせることで、ナノレベルの加工精度を実現し、複雑な構造の成形を保証します。
4. 新たなシナリオの拡大
データセンターとAI
電力変換の効率を改善し、データ処理時間を短縮し、AIコンピューティング能力の要件をサポートします。
家電
AR/VRデバイスのサイズを縮小し、バッテリー寿命を延ばします。
炭化ケイ素はその独自の特性により、半導体業界を高効率、高周波、高温・高圧環境へのアップグレードへと導き、パワーエレクトロニクス、通信、新エネルギーなどの分野における技術的な基盤となっています。