{"id":160,"date":"2024-10-26T13:21:40","date_gmt":"2024-10-26T13:21:40","guid":{"rendered":"http:\/\/siliconcarbideplate.net\/?p=160"},"modified":"2024-10-26T13:21:41","modified_gmt":"2024-10-26T13:21:41","slug":"halvledare-med-brett-bandgap-av-kiselkarbid","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wolfspeed-silicon-carbide-wide-bandgap-semiconductors\/","title":{"rendered":"Wolfspeed halvledare av kiselkarbid med brett bandgap"},"content":{"rendered":"<p>Wolfspeed gjorde nyligen en aldrig tidigare sk\u00e5dad investering i en avancerad anl\u00e4ggning f\u00f6r tillverkning av kiselkarbid som kommer att g\u00f6ra det m\u00f6jligt f\u00f6r dem att m\u00f6ta eventuella framtida efterfr\u00e5ge\u00f6kningar och f\u00f6rbli branschledande inom SiC-enheter.<\/p>\n<p>Wolfspeeds kraftaggregat som tillverkas av kiselkarbid har samlat p\u00e5 sig mer \u00e4n 6 biljoner f\u00e4lttimmar under decennier av drift, vilket ger en helt\u00e4ckande bild av den l\u00e5ngsiktiga tillf\u00f6rlitligheten.<\/p>\n<h2>Tillf\u00f6rlitlighet<\/h2>\n<p>Elektricitet driver v\u00e5r v\u00e4rld - och Wolfspeeds halvledare av kiselkarbid med brett bandgap levererar den energin mer effektivt \u00e4n n\u00e5got annat material p\u00e5 jorden. Deras Schottky-dioder, MOSFET:er och kraftmoduler \u00e4r bland de l\u00e4ttaste, minsta och mest kraftfulla som finns tillg\u00e4ngliga och \u00f6vertr\u00e4ffar konventionella kiselkomponenter i applikationer f\u00f6r flyg- och rymdindustrin, fordonsindustrin, industrin, f\u00f6rnybar energiproduktion, systemtestning och m\u00e4ttj\u00e4nster samt test och m\u00e4tning.<\/p>\n<p>Exempelvis har 2300 V BM3-familjen en MOSFET med en enda diod som eliminerar behovet av en extern diode, vilket sparar kostnader och komplexitet. Dessutom ger den h\u00e4r enheten 15% h\u00f6gre sp\u00e4nningsh\u00f6jd \u00e4n IGBT med 77% l\u00e4gre switchf\u00f6rluster, vilket m\u00f6jligg\u00f6r mindre kraftomvandlingssystem.<\/p>\n<p>Med integrerade avk\u00e4nnings- och skyddsfunktioner ger den h\u00e4r enheten reflex\u00e5tg\u00e4rder p\u00e5 niv\u00e5 1 f\u00f6r att skydda sig sj\u00e4lv och systemet n\u00e4r det uts\u00e4tts f\u00f6r stress. Tack vare Wolfspeeds vertikalt integrerade tillverkningsfl\u00f6de - fr\u00e5n v\u00e4xande SiC-boules till f\u00f6rpackningsdysor - har extrinsiska defekter reducerats avsev\u00e4rt, vilket leder till enheter med modeller f\u00f6r livsl\u00e4ngdsprognoser som \u00e4r j\u00e4mf\u00f6rbara med eller \u00f6vertr\u00e4ffar industristandarder.<\/p>\n<p>Dessa f\u00f6rdelar g\u00f6r det m\u00f6jligt f\u00f6r konstrukt\u00f6rer att integrera kiselkarbidenheter i n\u00e4stan alla industriella kraftkonstruktioner, vilket ger konstrukt\u00f6rerna en enkel uppgraderingsv\u00e4g mot h\u00e5llbarhetsm\u00e5len. Genom att anv\u00e4nda kiselkarbidkomponenter kan man \u00f6ka UPS-effektiviteten med 30-35% och minska effektf\u00f6rlusterna i j\u00e4rnv\u00e4gssystem med 50-75%; och de kan packa in mer reservkraft i mindre och l\u00e4ttare system f\u00f6r utrymmesbegr\u00e4nsade milj\u00f6er. Dessutom minskar deras produkter utsl\u00e4pp och energianv\u00e4ndning, vilket g\u00f6r det l\u00e4ttare f\u00f6r kunderna att n\u00e5 sina h\u00e5llbarhetsm\u00e5l.<\/p>\n<h2>Effektivitet<\/h2>\n<p>Elektricitet h\u00e5ller v\u00e5r v\u00e4rld ig\u00e5ng, och Wolfspeeds halvledare med brett bandgap i kiselkarbid \u00f6vertr\u00e4ffar konventionella kiselkomponenter och s\u00e4tter nya effektivitetsstandarder i motorer, switchade n\u00e4taggregat (SMPS) och andra applikationer. Dessa l\u00e4tta men \u00e4nd\u00e5 h\u00f6geffektiva enheter utg\u00f6r grunden f\u00f6r m\u00e5nga innovativa konstruktioner som uppfyller kraven p\u00e5 storlek och vikt utan att beh\u00f6va g\u00f6ra alltf\u00f6r stora kompromisser.<\/p>\n<p>En 22 kW DC-DC-omvandlare anv\u00e4nder en Gen 3 SiC MOSFET med en inbyggd diod f\u00f6r att eliminera behovet av separat gate-drivning, vilket ytterligare minskar den totala materialf\u00f6rteckningen och kortstorleken. Dessutom anv\u00e4nder den h\u00e4r omvandlaren variabel DC-l\u00e4nksp\u00e4nningsstyrning som minskar switchfrekvensen samtidigt som den arbetar n\u00e4rmare sin resonanspunkt f\u00f6r minskad CLLC-rippel.<\/p>\n<p>Wolfspeed tillhandah\u00e5ller diskreta moduler och kraftmoduler som kan anpassas n\u00e4r det g\u00e4ller topologier, BOM-kostnader och fysisk storlek\/layout f\u00f6r kraftdesignsystem som buck\/boost DC\/DC-omvandlare och h\u00f6gfrekvent AC\/DC. Genom att modellera dessa konstruktioner med LTspice kan konstrukt\u00f6rerna b\u00f6rja optimera konstruktionerna omedelbart.<\/p>\n<p>Wolfspeeds senaste 900 V SiC effekt-MOSFET med en ohmsk kroppsdiod och drain-source-struktur uppn\u00e5r en effektivitet p\u00e5 97% j\u00e4mf\u00f6rt med 85% f\u00f6r motsvarande Si-enheter, vilket leder till betydande kostnadsbesparingar p\u00e5 BOM-komponenter och totala systemkostnader.<\/p>\n<h2>Skalbarhet<\/h2>\n<p>I takt med att energibehovet i energikr\u00e4vande industrier \u00f6kar, v\u00e4nder sig konstrukt\u00f6rerna till kiselkarbidteknik (SiC) med brett bandgap f\u00f6r att \u00f6ka systemeffektiviteten. Genom att minimera switchf\u00f6rlusterna m\u00f6jligg\u00f6r SiC-enheter mindre och l\u00e4ttare motorer, frekvensomriktare, v\u00e4xelriktare och kraftelektroniksystem med b\u00e4ttre effektivitet - vilket bidrar till l\u00e4gre driftskostnader samtidigt som systemets fotavtryck minskar.<\/p>\n<p>SiC-moduler ger en skalbar plattform som kan anpassas till sm\u00e5 till stora system. Kapaciteten p\u00e5 2300 V g\u00f6r det enkelt att kombinera dessa moduler, samtidigt som de g\u00f6r det m\u00f6jligt f\u00f6r tillverkare att snabbt skala upp konstruktioner p\u00e5 ett snabbt och prisv\u00e4rt s\u00e4tt. Dessutom kan systemingenj\u00f6rer anv\u00e4nda billigare kretskort som bidrar till att s\u00e4nka tillverkningskostnaderna totalt sett.<\/p>\n<p>Wolfspeed, som \u00e4r branschledande inom krafthalvledare, \u00e4r djupt engagerat i att skapa en mer h\u00e5llbar global leveranskedja och skydda v\u00e5r milj\u00f6. D\u00e4rf\u00f6r har f\u00f6retaget implementerat olika gr\u00f6na initiativ i sina kontorsbyggnader och tillverkningsprocesser f\u00f6r halvledare, f\u00f6r att minimera milj\u00f6p\u00e5verkan. Dessutom har f\u00f6retaget erh\u00e5llit LEED-certifiering i silver f\u00f6r sitt huvudkontor i New York och str\u00e4var efter certifiering f\u00f6r anl\u00e4ggningen i Siler City; dessutom har f\u00f6retaget inf\u00f6rt ett \u00e5tervinningsprogram vid alla sina anl\u00e4ggningar som har lett till besparingar p\u00e5 \u00f6ver $1 miljon p\u00e5 deponiavgifter sedan starten.<\/p>\n<h2>Kostnad<\/h2>\n<p>Wolfspeed har en o\u00f6vertr\u00e4ffad position som pionj\u00e4r och marknadsledare inom halvledarsubstrat i kiselkarbid (SiC), effektkretsar och designverktyg som g\u00f6r det m\u00f6jligt f\u00f6r konstrukt\u00f6rer att v\u00e4lja r\u00e4tt krets f\u00f6r sina konstruktioner. I v\u00e5r omfattande portf\u00f6lj ing\u00e5r effektkretsar i kiselkarbid f\u00f6r optimering av BOM-kostnader och fysisk storlek\/layout samt verktyg som simulerar topologier f\u00f6r att ta reda p\u00e5 vilken krets som passar b\u00e4st f\u00f6r konstruktionen.<\/p>\n<p>SiC MOSFETs har mycket h\u00f6gre verkningsgrad \u00e4n kisel i topologier med tv\u00e5 niv\u00e5er, vilket minskar antalet \"single points of failure\" i kraftelektronikmoduler f\u00f6r h\u00f6gsp\u00e4nning och g\u00f6r SiC till ett utm\u00e4rkt val f\u00f6r applikationer inom f\u00f6rnybar energi, solceller och batterilagring.<\/p>\n<p>Bolaget har en expansiv design-in pipeline, vilket kommer att driva p\u00e5 int\u00e4ktstillv\u00e4xten. Dessutom har de tecknat ett l\u00e5ngsiktigt leveransavtal med en stor global chiptillverkare f\u00f6r 150 mm SiC bare och epitaxiala wafers - detta f\u00f6rst\u00e4rker b\u00e5da f\u00f6retagens visioner om att \u00f6verg\u00e5 fr\u00e5n krafthalvledare i kisel till krafthalvledare i SiC.<\/p>\n<p>Wolfspeed driver ocks\u00e5 en ny 200 mm SiC kraftfabrik i Mohawk Valley, New York, som har varit underutnyttjad under uppstartsfasen; de r\u00e4knar med att n\u00e5 en bel\u00e4ggning p\u00e5 20% 2024.<\/p>\n<p>F\u00f6retaget befinner sig i en h\u00f6ginvesteringsfas och kommer att spendera $2 miljarder i \u00e5r p\u00e5 sina fabriker. I planerna ing\u00e5r att \u00f6ppna ytterligare en RF GaN-anl\u00e4ggning i Saarland, Tyskland, samt en anl\u00e4ggning f\u00f6r odling av silikakristaller och tillverkning av wafers i Siler City i North Carolina. De arbetar med karri\u00e4rprogram som Real Life Rosies och VET STEP f\u00f6r att locka fler kvinnor och veteraner till halvledarbranschen.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Wolfspeed recently made an unprecedented investment in an advanced silicon carbide fabrication facility that will enable them to meet any potential future demand surges as well as remain an industry leader for SiC devices. Wolfspeed power devices manufactured using silicon carbide have amassed more than 6 trillion field hours over decades of operation, giving a&hellip;&nbsp;<a href=\"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wolfspeed-silicon-carbide-wide-bandgap-semiconductors\/\" class=\"\" rel=\"bookmark\">L\u00e4s mer \"<span class=\"screen-reader-text\">Wolfspeed halvledare av kiselkarbid med brett bandgap<\/span><\/a><\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"neve_meta_sidebar":"","neve_meta_container":"","neve_meta_enable_content_width":"","neve_meta_content_width":0,"neve_meta_title_alignment":"","neve_meta_author_avatar":"","neve_post_elements_order":"","neve_meta_disable_header":"","neve_meta_disable_footer":"","neve_meta_disable_title":"","footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-160","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-uncategorized"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/160","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=160"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/160\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":161,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/160\/revisions\/161"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=160"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=160"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=160"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}