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行業(yè)動(dòng)態(tài)
了解行業(yè)動(dòng)態(tài)和技術(shù)應(yīng)用

第三代半導(dǎo)體功率器件碳化硅(SiC)產(chǎn)業(yè)市場的發(fā)展情況與功率器件芯片封裝清洗介紹


功率器件的作用是實(shí)現(xiàn)對電能的處理、轉(zhuǎn)換和控制。以碳化硅為襯底制成的功率器件相比硅基功率 器件,具有耐高壓、耐高溫、能量損耗低、功率密度高等優(yōu)勢,可實(shí)現(xiàn) 功率模塊小型化、輕量化。相同規(guī)格的碳化硅基 MOSFET 與硅基MOSFET 相比,其尺寸可大幅減小至原來的 1/10,導(dǎo)通電阻可至少降 低至原來的 1/100。相同規(guī)格的碳化硅基 MOSFET 較硅基 IGBT 的總 能量損耗可大大降低 70%。

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碳化硅功率器件主要應(yīng)用于新能源車的電驅(qū)電控系統(tǒng),相較于傳統(tǒng)硅基 功率半導(dǎo)體器件,碳化硅功率器件在耐壓等級(jí)、開關(guān)損耗和耐高溫性方面具備許多明顯的優(yōu)勢,有助于實(shí)現(xiàn)新能源車電力電子驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)輕量化、高 效化,它廣泛應(yīng)用于新能源車的主驅(qū)逆變器、OBC、DC/DC 轉(zhuǎn)換器和非 車載充電樁等關(guān)鍵電驅(qū)電控部件。

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一、碳化硅(SiC)產(chǎn)業(yè)市場的發(fā)展情況:


中國碳化硅(SiC)功率器件應(yīng)用在新能源汽車類占比第一,達(dá)38% 


通過可視化圖表分析,我們可以直觀的了解到碳化硅(SiC)的成本結(jié)構(gòu)情況。從它的制造成本結(jié)構(gòu)來看,襯底成本占比是最大,其次是外延成本的占比。可以發(fā)現(xiàn)這兩大工序是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要環(huán)節(jié),而它們的制備難度非常大,技術(shù)以及成本也非常高。


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碳化硅(SiC)襯底,它是一種由碳(C)和硅(Si)組成的半導(dǎo)體單晶原材料,可分為導(dǎo)電和半絕緣兩種類型。下面根據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)顯示,全球碳化硅(SiC)襯底市場規(guī)模的發(fā)展趨勢。從圖表的分析情況來看,呈現(xiàn)快速增長的趨勢。




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分析完碳化硅(SiC)襯底的情況后,我們再從另一外角度分析一下,碳化硅(SiC)的外延片,它的價(jià)格發(fā)展趨勢如何?

碳化硅(SiC)外延片指的是在碳化硅(SiC)襯底上生長了一層有一定要求的與襯底晶相同的單晶薄膜(外延層)的碳化硅(SiC)片。從價(jià)格方面分析來看,碳化硅(SiC)碳化硅外延片仍然非常的高昂。但是隨著碳化硅(SiC)襯底價(jià)格的下降,將來碳化硅(SiC)外延片的價(jià)格也會(huì)有所下降的趨勢。


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另外我們再從碳化硅(SiC)功率器件的市場規(guī)模來分析一下,碳化硅(SiC)的功率器件,它最大的特點(diǎn)就是高電壓、高頻、低消耗等,這就是它獨(dú)特的優(yōu)勢。它可以最大限度地提高能源的轉(zhuǎn)換效。隨著技術(shù)突破以及成本的降底,碳化硅(SiC)功率器件將會(huì)大規(guī)模的應(yīng)用于新能源電動(dòng)汽車以及充電樁等不同的領(lǐng)域。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)顯示分析來看,增長態(tài)勢也是相當(dāng)快速。

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隨著碳化硅(SiC)行業(yè)的不斷發(fā)展,碳化硅(SiC)功率器件的市場規(guī)模功率器件的市場競爭格局也發(fā)生的變生。但是仍然是以海外的巨頭為主要導(dǎo)向。下面我們通過可視化分析,可以看到。意法半導(dǎo)體占比較大,超過了40%。

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目前在我國碳化硅(SiC)的應(yīng)用規(guī)模也在不斷的增長,從分析的情況來看,隨著新能源工業(yè)的發(fā)展,以及充電樁等新不同領(lǐng)域的發(fā)展,從而帶動(dòng)了我國碳化硅(SiC)功率器件應(yīng)用的發(fā)展。

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從目前的應(yīng)用結(jié)構(gòu)分析來看,我國的碳化硅(SiC)功率器件從占比情況來看,應(yīng)用在新能源汽車以及消費(fèi)類電源還是占據(jù)主導(dǎo)地位。



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二、第三代半導(dǎo)體功率器件在汽車行業(yè)的應(yīng)用

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電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)


在電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中,第三代半導(dǎo)體功率器件可應(yīng)用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、直流/直流(DC/DC)轉(zhuǎn)換器、充電器等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。高效的SiC或GaN器件有助于提高電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸出功率、減小體積和降低熱損失,從而實(shí)現(xiàn)更高的續(xù)航里程和更快的充電速度。
汽車動(dòng)力電子系統(tǒng)
汽車動(dòng)力電子系統(tǒng),如電池管理系統(tǒng)(BMS)、能量回收系統(tǒng)(ERS)等,都可以從第三代半導(dǎo)體功率器件的優(yōu)點(diǎn)中受益。例如,在BMS中使用高效的GaN器件可以降低開關(guān)損耗,提高電池的充放電效率,延長電池壽命。
汽車智能駕駛系統(tǒng)
隨著汽車智能駕駛技術(shù)的不斷發(fā)展,如自動(dòng)駕駛、車聯(lián)網(wǎng)等,對于高速、高效的半導(dǎo)體器件的需求也日益增長。第三代半導(dǎo)體功率器件在雷達(dá)、激光雷達(dá)(LiDAR)、圖像處理等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的應(yīng)用,可以實(shí)現(xiàn)更快的數(shù)據(jù)處理速度、更低的能耗和更高的可靠性。
汽車電子系統(tǒng)
汽車電子系統(tǒng)中,如車載信息娛樂系統(tǒng)、儀表盤、氣候控制系統(tǒng)等,同樣可以從第三代半導(dǎo)體功率器件的優(yōu)勢中受益。例如,在車載信息娛樂系統(tǒng)中,采用GaN功率放大器可以實(shí)現(xiàn)更高的輸出功率和更寬的頻率范圍,提升音頻和視頻的質(zhì)量。
新能源汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施
隨著新能源汽車市場的蓬勃發(fā)展,充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也成為關(guān)鍵。第三代半導(dǎo)體功率器件在充電樁的直流/直流(DC/DC)轉(zhuǎn)換器、直流/交流(DC/AC)逆變器等關(guān)鍵部件中的應(yīng)用,有助于提高充電效率、降低能耗,縮短充電時(shí)間,為新能源汽車的普及奠定基礎(chǔ)。


三、功率器件芯片封裝清洗:

合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對清洗精密器件尤其重要,一旦選定,就會(huì)作為一個(gè)長期的使用和運(yùn)行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種,可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣,通電后發(fā)生電化學(xué)遷移,形成樹枝狀結(jié)構(gòu)體,造成低電阻通路,破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層,在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物,還有粒狀污染物,例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點(diǎn)、灰塵、塵埃等,這些污染物會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)質(zhì)量降低、焊接時(shí)焊點(diǎn)拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

這么多污染物,到底哪些才是最備受關(guān)注的呢?助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中,它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分,焊后必然存在熱改性生成物,這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo),從產(chǎn)品失效情況來而言,焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素,離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降,松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大,嚴(yán)重者導(dǎo)致開路失效,因此焊后必須進(jìn)行嚴(yán)格的清洗,才能保障電路板的質(zhì)量。

合明科技運(yùn)用自身原創(chuàng)的產(chǎn)品技術(shù),滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術(shù)要求,打破國外廠商在行業(yè)中的壟斷地位,為芯片封裝材料全面國產(chǎn)自主提供強(qiáng)有力的支持。

推薦使用合明科技水基清洗劑產(chǎn)品。


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