Kamoo SiC le GaN li Fetolang Liphutheloana tsa Power Semiconductor

Indasteri ea li-semiconductor tsa matla e ntse e fetoha ka lebaka la ho amoheloa ka potlako ha thepa ea wide-bandgap (WBG).Silicone Carbide(SiC) le Gallium Nitride (GaN) li etella pele phetohong ena, li nolofalletsa lisebelisoa tsa motlakase tsa moloko o latelang ka katleho e phahameng, ho fetoha ka potlako, le ts'ebetso e phahameng ea mocheso. Lisebelisoa tsena ha li hlalose feela litšobotsi tsa motlakase tsa li-semiconductor tsa motlakase empa hape li hlahisa liphephetso le menyetla e mecha theknolojing ea ho paka. Ho paka ka katleho ho bohlokoa ho sebelisa ka botlalo bokhoni ba lisebelisoa tsa SiC le GaN, ho netefatsa ts'epo, ts'ebetso, le nako e telele lits'ebetsong tse hlokang thuso joalo ka likoloi tsa motlakase (EV), litsamaiso tsa matla a nchafatsoang, le lisebelisoa tsa elektroniki tsa motlakase tsa indasteri.

Melemo ea SiC le GaN

Lisebelisoa tsa motlakase tsa silicon (Si) tse tloaelehileng li 'nile tsa busa' marakeng ka mashome a lilemo. Leha ho le joalo, ha tlhoko e ntse e eketseha bakeng sa bongata bo phahameng ba matla, bokhoni bo phahameng, le lintlha tse nyane haholoanyane tsa sebopeho, silicon e tobana le mefokolo ea eona ea mantlha:

• Motlakase o fokolang oa ho senyeha, e leng se etsang hore ho be thata ho sebetsa ka mokhoa o sireletsehileng ka motlakase o phahameng.

• Lebelo la ho chencha butle, e leng se lebisang tahlehelong e eketsehileng ea ho fetola lits'ebetsong tse sebelisoang khafetsa.

• Ho tsamaisa mocheso ka tlase, e leng se fellang ka ho bokellana ha mocheso le ditlhoko tse thata tsa ho phodisa.

SiC le GaN, e le li-semiconductor tsa WBG, li hlōla mefokolo ena:

• SiCe fana ka motlakase o phahameng oa ho senyeha, ho tsamaisa mocheso hantle haholo (makhetlo a 3-4 ho feta silicon), le mamello ea mocheso o phahameng, e leng se etsang hore e be ntle bakeng sa lits'ebetso tse matla joalo ka li-inverter le li-traction motor.

• GaNe fana ka phetoho e potlakileng haholo, khanyetso e tlase, le motsamao o phahameng oa lielektrone, e nolofalletsang li-converter tsa matla tse nyane le tse sebetsang hantle tse sebetsang maqhubung a phahameng.

Ka ho sebelisa melemo ena ea thepa, baenjiniere ba ka rala litsamaiso tsa motlakase ka katleho e phahameng, boholo bo bonyenyane, le ts'epo e ntlafalitsoeng.

Litlamorao tsa ho Paka ka Matla

Leha SiC le GaN li ntlafatsa ts'ebetso ea sesebelisoa boemong ba semiconductor, theknoloji ea ho paka e tlameha ho fetoha ho rarolla liphephetso tsa mocheso, motlakase le mechini. Lintho tsa bohlokoa tse lokelang ho nahanoa li kenyelletsa:

1. Tsamaiso ea Thermal
   Disebediswa tsa SiC di ka sebetsa mochesong o fetang 200°C. Ho qhalana ha mocheso ka katleho ho bohlokwa ho thibela ho qhalana ha mocheso le ho netefatsa ho tshepahala ha nako e telele. Disebediswa tse tswetseng pele tsa sebopeho sa mocheso (TIMs), di-substrate tsa koporo-molybdenum, le meralo e ntlafaditsweng ya ho hasanya mocheso di bohlokwa. Ho nahanelwa ka mocheso ho boetse ho ama ho bewa ha die, sebopeho sa mojule, le boholo ba sephutheloana ka kakaretso.

2. Tshebetso ea Motlakase le Likokoana-hloko
   Lebelo le phahameng la ho tjhentjha ha GaN le etsa hore di-parasitic tsa package—tse kang inductance le capacitance—di be bohlokwa haholo. Esita le di-parasitic elements tse nyane di ka lebisa ho hodimo ha motlakase, tšitiso ya electromagnetic (EMI), le tahlehelo ya ho tjhentjha. Maano a ho tjhentjha a kang ho kopanya di-flip-chip, di-loop tse kgutshwane tsa motlakase, le di-embedded die configurations a ntse a sebediswa ka ho eketsehileng ho fokotsa ditlamorao tsa parasitic.

3. Tšepahala ea Mekaniki
   SiC e senyeha habonolo ka tlhaho, 'me lisebelisoa tsa GaN-on-Si li na le khatello ea maikutlo. Liphutheloana li tlameha ho sebetsana le ho se lumellane ha katoloso ea mocheso, ho oa ha thepa, le mokhathala oa mechini ho boloka botšepehi ba sesebelisoa tlas'a potoloho e pheta-phetoang ea mocheso le motlakase. Lisebelisoa tse khomaretsoeng ka die tse nang le khatello e tlase, li-substrate tse lumellanang le melao, le li-underfill tse tiileng li thusa ho fokotsa likotsi tsena.

4. Miniaturization le Kopanyo
   Disebediswa tsa WBG di nolofalletsa matla a mangata, e leng se susumetsang tlhokeho ya dipakete tse nyane. Mekhoa e tswetseng pele ya ho paka—jwalo ka chip-on-board (CoB), ho phodisa mahlakore a mabedi, le kopanyo ya sistimi-in-package (SiP)—e dumella baqapi ho fokotsa kgatello ya maikutlo ha ba ntse ba boloka tshebetso le taolo ya mocheso. Miniaturization e boetse e tshehetsa tshebetso ya maqhubu a hodimo le karabelo e potlakileng ditsamaisong tsa motlakase wa elektroniki.

Litharollo tse Hlahang tsa ho Paka

Mekhoa e 'maloa e mecha ea ho paka e hlahile ho tšehetsa ho amoheloa ha SiC le GaN:

• Li-substrate tsa Koporo e Kopantsoeng ka ho Otloloha (DBC)bakeng sa SiC: Theknoloji ea DBC e ntlafatsa ho ata ha mocheso le botsitso ba mechini tlas'a maqhubu a phahameng.

• Meralo e Kenyelelitsoeng ea GaN-on-Si: Tsena di fokotsa ho kenella ha dikokwana-hloko mme di nolofalletsa ho chencha ka lebelo le phahameng haholo di-moduleng tse nyane.

• Ho Koaheloa ha Mocheso o Phahameng: Metswako e tsoetseng pele ea ho bopa le lintho tse sa tlatseng ka tlas'a khatello e tlase li thibela ho petsoha le ho arohana ha lintho tlas'a potoloho ea mocheso.

• Li-module tsa 3D le tsa Multi-Chip: Ho kopanngoa ha bakhanni, li-sensor le lisebelisoa tsa motlakase ka har'a sephutheloana se le seng ho ntlafatsa ts'ebetso ea boemo ba sistimi le ho fokotsa sebaka sa boto.

Mekhoa ena e mecha e totobatsa karolo ea bohlokoa ea ho paka ho notlolleng bokhoni bo felletseng ba li-semiconductor tsa WBG.

Qetello

SiC le GaN di fetola theknoloji ya motlakase ka botlalo. Thepa ya tsona e phahameng ya motlakase le mocheso e thusa disebediswa tse potlakileng, tse sebetsang hantle, le tse kgonang ho sebetsa dibakeng tse thata. Leha ho le jwalo, ho hlokomela melemo ena ho hloka maano a ho paka a tswetseng pele ka ho lekana a sebetsanang le taolo ya mocheso, tshebetso ya motlakase, botshepehi ba mechini, le miniaturization. Dikhamphani tse qapang diphuthelong tsa SiC le GaN di tla etella pele moloko o latelang wa di-elektroniki tsa motlakase, di tshehetsa ditsamaiso tse bolokang matla le tse sebetsang hantle ho pholletsa le makala a dikoloi, diindasteri le matla a ntjhafatswang.

Ka bokhutšoanyane, phetoho ea ho paka li-semiconductor tsa matla e ke ke ea aroloa ho tloha ho ho phahama ha SiC le GaN. Ha indasteri e ntse e tsoela pele ho sutumelletsa ho fihlela katleho e phahameng, bongata bo phahameng, le botšepehi bo phahameng, ho paka ho tla bapala karolo ea bohlokoa ho fetoleleng melemo ea khopolo-taba ea li-semiconductor tsa wide-bandgap hore e be litharollo tse sebetsang, tse ka sebelisoang.