Applicazioni e vantaggi del carburo di silicio (SiC) in cinque settori chiave
Il carburo di silicio (SiC), grazie alla sua elevata durezza, alta conducibilità termica, resistenza alle alte temperature e alla corrosione, è un materiale fondamentale nella produzione moderna e nelle tecnologie avanzate. Trova impiego in semiconduttori ed elettronica, veicoli elettrici (EV), aerospaziale e difesa, chimica ed energia, produzione industriale.
1. Semiconduttori ed elettronica
- Processo: Crescita di lingotti monocristallini SiC (PVT, CVD), taglio e lucidatura wafer, crescita epitassiale, produzione di dispositivi (MOSFET, diodo Schottky).
- Vantaggi: Alta resistenza alla tensione, basse perdite di commutazione, alta conducibilità termica, funzionamento stabile oltre 200°C.
2. Veicoli elettrici (EV)
- Processo: Integrazione di MOSFET e diodi SiC nei moduli inverter, integrazione con OBC e convertitori DC-DC, test di durata in condizioni estreme.
- Vantaggi: Efficienza aumentata del 5–10%, supporto per ricarica rapida a 800V, inverter più compatti e leggeri.
3. Aerospaziale e difesa
- Processo: Sinterizzazione ceramica SiC per pale di turbine e scudi termici, packaging di dispositivi a microonde, lucidatura ultraprecisa di specchi satellitari.
- Vantaggi: Resistenza all’ossidazione ad alta temperatura, stabilità dimensionale, eccellente trasmissione a microonde.
4. Chimica ed energia
- Processo: Giranti di pompe resistenti alla corrosione, scambiatori di calore in SiC, crogioli per la crescita di cristalli fotovoltaici.
- Vantaggi: Resistenza ad acidi e basi, alta efficienza di trasferimento termico, resistenza a condizioni estreme di temperatura e pressione.
5. Produzione industriale
- Processo: Abrasivi e utensili da taglio, elementi riscaldanti in SiC, piastre balistiche.
- Vantaggi: Maggiore durata degli utensili, stabilità alle alte temperature, protezione superiore.
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Catalogo & Scheda Tecnica Prodotti SiC (Carburo di Silicio)
1. Lingotti SiC
Applicazioni: Substrati per wafer semiconduttori di terza generazione, dispositivi di potenza.
| Parametro | Gamma di specifiche |
|---|---|
| Tipo di cristallo | 4H-SiC / 6H-SiC |
| Diametro | 100 mm / 150 mm / 200 mm |
| Lunghezza | 10 mm ~ 60 mm |
| Tipo di conduttività | Tipo N / Semi-isolante |
| Densità micropipe | ≤ 0,1 cm⁻² |
| Resistività | 0,015~0,028 Ω·cm (Tipo N) |
| Metodo di crescita | PVT (Trasporto Fisico in Fase Vapore) |
2. Wafer SiC
Applicazioni: MOSFET, diodi Schottky, moduli di potenza.
| Parametro | Gamma di specifiche |
|---|---|
| Diametro wafer | 100 mm / 150 mm / 200 mm |
| Spessore | 350 ± 25 μm (4 pollici), 500 ± 25 μm (6 pollici) |
| Spessore epitassiale | 2 μm ~ 20 μm |
| Doping epitassiale | 1×10¹⁵ ~ 1×10¹⁷ cm⁻³ |
| Rugosità superficiale (RMS) | ≤ 0,3 nm |
| Densità di dislocazione | ≤ 5×10³ cm⁻² |
3. Dispositivi di potenza SiC
Applicazioni: Inverter EV, convertitori di potenza, azionamenti industriali.
| Tipo di prodotto | Specifiche tipiche |
|---|---|
| SiC MOSFET | 650V / 1200V / 1700V |
| Diodo Schottky SiC (SBD) | 650V / 1200V, 2A ~ 50A |
| Moduli di potenza SiC | 50kW ~ 300kW, compatibile con piattaforme 800V |
| Tipo di package | TO-247, TO-220, D2PAK, Modulo (mezzo ponte, ponte intero) |
4. Componenti ceramici SiC
Applicazioni: Protezione termica aerospaziale, resistenza chimica, componenti per apparecchiature semiconduttrici.
| Tipo di prodotto | Specifiche tipiche |
|---|---|
| Paletta di turbina | RBSiC, resistenza ≥ 1600°C |
| Girante pompa | SiSiC / RBSiC, durezza ≥ 25 GPa |
| Anello di tenuta | Rugosità Ra ≤ 0,1 μm |
| Substrato specchio ottico | Planarità ≤ λ/10, riflettività ≥ 98% (dopo rivestimento) |
5. Abrasivi & utensili da taglio SiC
Applicazioni: Lavorazione di materiali duri e fragili, rettifica metalli, taglio vetro.
| Tipo di prodotto | Specifiche tipiche |
|---|---|
| Abrasivo SiC nero | Granulometria #16 ~ #1200 |
| Abrasivo SiC verde | Purezza ≥ 99%, Granulometria #46 ~ #3000 |
| Mole abrasive SiC | Ø 100 mm ~ 500 mm |
| Dischi da taglio SiC | Spessore 0,5 mm ~ 3 mm |
6. Elementi riscaldanti SiC
Applicazioni: Forni ad alta temperatura, produzione di vetro, sinterizzazione ceramica.
| Parametro | Gamma di specifiche |
|---|---|
| Forma | Barra, U, spirale |
| Diametro | 8 mm ~ 55 mm |
| Lunghezza | 200 mm ~ 2000 mm |
| Carico superficiale | 5 ~ 30 W/cm² |
| Temperatura di esercizio | 800°C ~ 1600°C |
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