실리콘 카바이드 전력 장치 산업

전력 반도체 (전력 전자 장치라고도 함)는 전자 장치의 전력 변환 및 회로 제어를위한 핵심 구성 요소입니다. 이들은 효율적인 AC 및 DC 변환뿐만 아니라 정확한 전압 및 주파수 조절을 가능하게합니다. 정류, 역전, 전력 증폭, 전력 스위칭 및 회로 보호와 같은 기능을 통해이 장치는 에너지 흐름을 효과적으로 조절하고 시스템 안정성을 보장하며 전력 전자 장치의 "심장"으로 알려져 있습니다.

사용 된 재료에 기초하여, 전력 반도체는 전통적인 실리콘 기반 반도체 및 광역 갭 반도체의 두 가지 범주로 나눌 수있다. 전자는 실리콘 (SI)과 같은 원소로 구성된 반도체를 포함하는 반면, 후자는 실리콘 카바이드 및 질화 갈륨과 같은 화합물을 포함한다.

기존의 실리콘 기반 반도체 장치는 고유의 물리적 특성에 의해 제한되며 인공 지능 컴퓨팅 전력 및 데이터 센터 및 에너지 저장 시스템과 같은 신흥 애플리케이션의 고성능 요구 사항을 충족하기가 어렵습니다. 대조적으로, 실리콘 카바이드 및 질화물로 표현되는 와이드 밴드 갭 반도체는 재료 및 장치 수준 모두에서 상당한 성능 이점을 보여줍니다. 그 중에서도 실리콘 카바이드 전력 반도체 장치는 우수한 파괴 전압, 열 전도도, 전자 포화율 및 방사선 저항으로 눈에 띄게 나타납니다. 질화 갈륨과 비교할 때, 실리콘 카바이드는 중간 및 고전압 응용 분야에서 더 넓은 범위의 적용 가능성을 가지며, 시장 규모가 더 큰 600V 이상의 애플리케이션 시장에서 지배적 인 위치를 차지합니다. 최근 몇 년 동안, 실리콘 카바이드 전력 반도체 장치는 많은 산업에서 널리 사용되어 왔으며 전력 반도체 산업의 지속적인 변환에 중요한 역할을 할 것으로 예상됩니다.

실리콘 카바이드는 현재 크리스탈 성장 기술 및 장치 제조 측면에서 가장 성숙한 와이드 밴드 갭 반도체 재료입니다. 실리콘 카바이드 전력 반도체 장치의 생산 공정에는 다음 단계가 포함됩니다. 먼저, 실리콘 카바이드 분말은실리콘 카바이드 기판그리고 그 후 단일 결정 에피 택셜 재료는 기질상에서 성장된다. 칩은 일련의 복잡한 프로세스 (포토 리소그래피, 청소, 에칭, 증착, 얇게, 포장 및 테스트를 포함하여 실리콘 카바이드 전력 반도체 장치를 형성합니다.

산업 체인의 상류 세그먼트는 실리콘 카바이드 기판 및 실리콘 카바이드 에피 택셜 칩의 제조를 포함한다. 산업 체인의 주요 재료로서, 실리콘 카바이드 에피 택셜 칩의 품질은 중요하며 에피 택셜 층 제조의 가치는 전체 실리콘 카바이드 전력 장치 가치 체인의 약 25%를 차지합니다. 기존의 실리콘 기반 전력 반도체 장치와 달리, 실리콘 카바이드 전력 반도체 장치는 실리콘 카바이드 기판에서 직접 제조 할 수 없습니다. 대신, 고품질 에피 택셜 층은 기판에 증착되어야한다. 고품질 실리콘 카바이드 에피 택셜 칩을 제조하는 데있어 기술적 장벽이 높기 때문에 공급은 비교적 제한적입니다. 실리콘 카바이드 전력 반도체 장치에 대한 전 세계적 수요가 계속 증가함에 따라 고품질 에피 택셜 칩은 업계 체인에서 점점 더 중요한 역할을 할 것입니다.

미드 스트림 세그먼트에는 실리콘 카바이드 전력 반도체 장치의 설계, 제조, 포장 및 테스트가 포함됩니다. 실리콘 카바이드 전력 반도체 장치 제조업체 제조업체는 기본 재료로 실리콘 카바이드 에피 택셜 칩을 사용하여 복잡한 제조 공정을 통해 실리콘 카바이드 반도체 장치를 제조합니다. 장치 제조업체는 일반적으로 IDM, 장치 설계 회사 및 웨이퍼 파운드리의 세 가지 유형으로 나뉩니다. IDM은 실리콘 카바이드 전력 반도체 및 기타 산업 체인의 설계, 제조, 포장 및 테스트를 통합합니다. 장치 설계 회사는 실리콘 카바이드 전력 반도체의 설계 및 판매를 담당하는 반면, 웨이퍼 파운드리는 제조, 포장 및 테스트를 담당합니다.

다운 스트림 부서에는 전기 자동차, 충전 인프라, 재생 가능 에너지, 에너지 저장 시스템, 가정 기기, 인공 지능 컴퓨팅 전력 및 데이터 센터, 스마트 그리드 및 EVTOL과 같은 신흥 산업과 같은 응용 프로그램이 포함됩니다.

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