การประยุกต์ใช้ SiC Silicon Carbideใน Power Semiconductors
ในการเปิดตัวผลิตภัณฑ์ทางเทคนิคในช่วงสองปีที่ผ่านมา “SiC silicon carbide” ได้กลายเป็นผลิตภัณฑ์ระดับดาวที่กล่าวถึงบ่อยของซัพพลายเออร์ส่วนประกอบข้ามชาติและ OEM ทั้งหมด รวมถึง Magna, BorgWarner, Mahle, Continental เป็นต้น อ้างว่าใช้ซิลิกอนคาร์ไบด์
ตัวอย่างเช่น EQXX ที่เปิดตัวโดย Mercedes-Benz เมื่อต้นปีนี้ประกาศว่า: “มีการติดตั้งมอเตอร์เพลาล้อหลังที่มีกำลังสูงสุด 150kW และใช้โมดูลพลังงานซิลิกอนคาร์ไบด์เพื่อลดการสูญเสียเพิ่มเติม”
เป็นไปได้ว่าในอนาคตรถยนต์จะผลิตไฟฟ้า ดังนั้นความต้องการอุปกรณ์ไฟฟ้าซิลิกอนคาร์ไบด์ SiC จึงมีจำนวนมาก ตามการคาดการณ์ที่เผยแพร่โดย Yole บริษัทวิจัยตลาดและที่ปรึกษา ตั้งแต่ตอนนี้จนถึงปี 2025 อัตราการเติบโตประจำปีของตลาดซิลิกอนคาร์ไบด์จะสูงถึง 30% และขนาดของตลาดจะเกิน 2.5 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ
เมื่อมาตราส่วนสูงถึง 1.5 พันล้านดอลลาร์ รถยนต์ที่ติดตั้งอุปกรณ์ซิลิกอนคาร์ไบด์จะครองตลาด
การผลิตจำนวนมากของซิลิกอนคาร์ไบด์ SiC ของเซมิคอนดักเตอร์กำลังและ IGBT นั้นกระจุกตัวอยู่ในบริษัทไม่กี่แห่ง เช่น Infineon Infineon ในเยอรมนี, NXP NXP, STMicroelectronics STM, ON Semiconductor ONsemi เป็นต้น Infineon มีข้อดีที่ชัดเจน
ปัจจุบันผู้ผลิตในประเทศที่สามารถบรรลุการวิจัยและพัฒนาเพื่อการผลิตจำนวนมากคือ BYD ผลิตภัณฑ์เซมิคอนดักเตอร์ BYD ของบริษัทประกอบด้วย IGBT หลักและผลิตภัณฑ์ระดับไฮเอนด์ เช่น SiC ซิลิกอนคาร์ไบด์ MOFEST เป็นต้น ซึ่งครอบคลุมช่วงที่ครอบคลุมมาก
โมดูลกำลังยานยนต์ SiC ของ BYD Semiconductor มีขนาดกะทัดรัดมาก มีขนาดเท่าฝ่ามือเท่านั้น และมีกำลังขับ 250KW เซมิคอนดักเตอร์กำลัง SiC ที่ผลิตเองได้ช่วยให้ยานพาหนะไฟฟ้าของบีวายดีสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการขับมอเตอร์ได้อย่างมีนัยสำคัญ และลดระดับเสียงของตัวควบคุมการขับมอเตอร์ได้มากกว่า 60%
เป็นเพราะความสำคัญของซิลิกอนคาร์ไบด์ SiC ที่บ๊อช ซึ่งครองอันดับหนึ่งในด้านชิ้นส่วนยานยนต์ ประกาศเมื่อสองปีที่แล้วว่าจะยังคงส่งเสริมการวิจัยและพัฒนาชิปซิลิกอนคาร์ไบด์และบรรลุการผลิตจำนวนมาก
การผลิตจำนวนมากของ Bosch ไม่ได้เป็นเพียงโมดูลที่บรรจุ SiC เท่านั้น แต่ยังรวมถึงการผลิตจำนวนมากจากเวเฟอร์และชิปพื้นฐานที่สุดด้วย
ในปี พ.ศ. 2564 Bosch ได้สร้างห้องคลีนรูมขนาด 1,000 ตารางเมตรเพิ่มเติมที่โรงงานผลิตแผ่นเวเฟอร์ Reutlingen และจะสร้างห้องปลอดเชื้อขนาด 3,000 ตารางเมตรใหม่ภายในสิ้นปี พ.ศ. 2566 ปัจจุบันใช้เวเฟอร์ขนาด 150 มม. และมีแผนจะใช้ในเร็วๆ นี้ แผ่นเวเฟอร์ขนาด 200 มม. แผ่นเวเฟอร์แผ่นเดียวอาจใช้เวลาหลายเดือนกว่าจะเสร็จสิ้นขั้นตอนหลายร้อยขั้นตอนในเครื่องจักรจำนวนนับไม่ถ้วน
บ๊อชจะยังคงขยายกำลังการผลิตของเซมิคอนดักเตอร์พลังงานซิลิกอนคาร์ไบด์ต่อไป และวางแผนที่จะเพิ่มผลผลิตให้ถึงระดับหลายร้อยล้าน ในเวลาเดียวกัน บริษัทได้เริ่มพัฒนาชิปซิลิกอนคาร์ไบด์รุ่นที่สองที่มีความหนาแน่นของพลังงานสูงขึ้น ซึ่งคาดว่าจะมีการผลิตเป็นจำนวนมากในปี 2565
ในอนาคต เพื่อบรรลุความฝัน “การแซงทางโค้ง” ของรถยนต์ไฟฟ้า เราต้องสร้างความก้าวหน้าในเทคโนโลยีที่สำคัญ สำหรับรถยนต์ไฟฟ้า ชิปพลังงานซิลิกอนคาร์ไบด์ SiC เป็นเทคโนโลยีที่เราต้องการมากที่สุด
