ຜົງຊິລິກອນຄາໄບ (SiC) ໄດ້ຮັບການຍອມຮັບເພີ່ມຂຶ້ນວ່າເປັນວັດສະດຸຍຸດທະສາດໃນທົ່ວການຜະລິດເຕັກໂນໂລຢີສູງ, ລະບົບພະລັງງານ, ແລະ ເຊລາມິກທີ່ກ້າວໜ້າ. ດ້ວຍຄວາມແຂງທີ່ໂດດເດັ່ນ, ການນຳຄວາມຮ້ອນ, ຄວາມໝັ້ນຄົງທາງເຄມີ, ແລະ ຄວາມຕ້ານທານການສວມໃສ່, ຜົງຊິລິກອນ SiC ຮອງຮັບການສຳເລັດຮູບທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍຳສູງ, ຂະບວນການເຄິ່ງຕົວນຳ, ແລະ ອົງປະກອບໄຟຟ້າ ແລະ ຄວາມຮ້ອນລຸ້ນຕໍ່ໄປ.

ຜົງຊິລິກອນຄາໄບດ໌ແມ່ນຫຍັງ? — ຄຸນສົມບັດຫຼັກ

ຜົງຊິລິກອນຄາໄບຄຸນສົມບັດ:

• ຄວາມແຂງຂອງ Mohs ສູງ (>9)

• ຄຸນລັກສະນະຂອງເຄິ່ງຕົວນຳແບນວິດກວ້າງ

• ການນຳຄວາມຮ້ອນສູງ

• ທົນທານຕໍ່ການກັດກ່ອນ ແລະ ການຜຸພັງທີ່ດີເລີດ

• ຄວາມໂປ່ງໃສຂອງອິນຟາເຣດ ແລະ ຄວາມໝັ້ນຄົງທາງດ້ານແສງ

• ການຂະຫຍາຍຕົວທາງຄວາມຮ້ອນຕ່ຳ

• ຄວາມเฉื่อยชาທາງເຄມີ

ຄຸນລັກສະນະລວມເຫຼົ່ານີ້ເຮັດໃຫ້ SiC ເປັນວັດສະດຸຫຼາຍໜ້າທີ່ທີ່ເໝາະສົມທັງສຳລັບການນຳໃຊ້ແບບຂັດ ແລະ ການນຳໃຊ້ທີ່ເປັນປະໂຫຍດ.

1. ການນຳໃຊ້ສຳລັບການຂັດ ແລະ ການສຳເລັດຮູບພື້ນຜິວທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍຳສູງ

ໃນອະດີດ, ຕະຫຼາດຜົງຊິລິກອນຄາໄບທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດແມ່ນການປຸງແຕ່ງດ້ວຍວັດສະດຸຂັດ. SiC ໃຫ້ຂອບຕັດທີ່ຄົມກວ່າ ແລະ ອັດຕາການກຳຈັດວັດສະດຸໄດ້ໄວຂຶ້ນເມື່ອທຽບກັບວັດສະດຸຂັດອະລູມິນາ.

ການນໍາໃຊ້ທີ່ສໍາຄັນປະກອບມີ:

• ການບົດ ແລະ ການຕັດວັດສະດຸແຂງ

• ການຂັດເງົາດ້ວຍແສງ (ແກ້ວ, ໄພລິນ, ເລນ)

• ການສຳເລັດຮູບແມ່ພິມໂລຫະ

• ການປັບແບບແຜ່ນເວເຟີຂອງເຊມິຄອນດັກເຕີ

• ການເຄືອບດ້ວຍກະຈົກ ແລະ ປຣິຊຶມ

ຜົງຝຸ່ນ SiC ຊ່ວຍໃຫ້ມີພື້ນຜິວທີ່ຮາບພຽງ ແລະ ມີຂໍ້ບົກພ່ອງຕ່ຳ, ເຊິ່ງເປັນສິ່ງສຳຄັນສຳລັບເຕັກໂນໂລຊີທາງແສງ ແລະ ວັດສະດຸເຄິ່ງຕົວນຳທີ່ກ້າວໜ້າ.

2. ການນຳໃຊ້ອຸປະກອນເຄິ່ງຕົວນຳ ແລະ ເອເລັກໂຕຣນິກ

ການຫັນປ່ຽນຂອງ semiconductor ໄປສູ່ວັດສະດຸທີ່ມີແບນວິດກວ້າງໄດ້ເລັ່ງຄວາມຕ້ອງການຜົງ SiCໃນເອເລັກໂຕຣນິກພະລັງງານ, ອຸປະກອນ SiC ມີປະສິດທິພາບດີກ່ວາຊິລິໂຄນໃນສະພາບແວດລ້ອມແຮງດັນສູງ, ຄວາມຖີ່ສູງ, ແລະອຸນຫະພູມສູງ.

ແອັບພລິເຄຊັນທີ່ກ່ຽວຂ້ອງລວມມີ:

• ການຂັດເງົາແຜ່ນເວເຟີ / ນ້ຳຢາ CMP

• ການກະກຽມຊັ້ນຮອງພື້ນເວເຟີ SiC

• ການຫຸ້ມຫໍ່ໄດອີເລັກຕຣິກ ແລະ ເຊລາມິກ

• ເຄື່ອງກະຈາຍຄວາມຮ້ອນສຳລັບຊິບພະລັງງານສູງ

ພາຫະນະໄຟຟ້າ (EVs), ພະລັງງານແສງອາທິດ (PV), ສູນຂໍ້ມູນ ແລະ ພື້ນຖານໂຄງລ່າງ 5G ແມ່ນຕົວຂັບເຄື່ອນການເຕີບໂຕທີ່ສຳຄັນສຳລັບວັດສະດຸທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບ SiC.

3. ເຊລາມິກຂັ້ນສູງ ແລະ ວັດສະດຸທົນໄຟ

ຜົງຈຸນລະພາກ SiC ເຮັດໜ້າທີ່ເປັນໄລຍະເສີມແຮງໃນສູດເຊລາມິກທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ ຍ້ອນຄວາມແຂງແຮງ ແລະ ຄວາມຕ້ານທານຄວາມຮ້ອນຂອງມັນ.

ຕະຫຼາດທົ່ວໄປປະກອບມີ:

• ເຟີນີເຈີເຕົາອົບ ແລະ ເຕົາອົບ

• ປາຍສີດຂອງເຕົາໄຟ

• ສ່ວນປະກອບທີ່ທົນທານຕໍ່ການສວມໃສ່

• ຊິ້ນສ່ວນກັງຫັນ ແລະ ອາວະກາດ

• ສ່ວນປະກອບຂອງແບຣິ່ງ ແລະ ປໍ້າ

ອຸດສາຫະກຳຕ່າງໆເຊັ່ນ: ໂລຫະສາດ, ການບິນອະວະກາດ ແລະ ພະລັງງານ ຕ້ອງການວັດສະດຸທີ່ຮັກສາຄວາມແຂງແຮງສູງກວ່າ 1400°C ແລະ ຕ້ານທານການກັດເຊາະທາງເຄມີ—ຄຸນສົມບັດທີ່ສອດຄ່ອງກັບເຊລາມິກ SiC ຢ່າງແຂງແຮງ.

4. ການນຳໃຊ້ແບັດເຕີຣີ, ເຊວນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟ ແລະ ການເກັບຮັກສາພະລັງງານ

ເຕັກໂນໂລຊີພະລັງງານສະອາດທີ່ພົ້ນເດັ່ນຂຶ້ນມາ ກຳລັງສ້າງໂອກາດໃໝ່ໆໃຫ້ແກ່ຊິລິກອນຄາໄບຜົງຈຸລະພາກ.

ຕົວຢ່າງປະກອບມີ:

• ສານເຕີມແຕ່ງທີ່ນຳໄຟຟ້າໄດ້ຈາກແບັດເຕີຣີ

• ວັດສະດຸອາໂນດປະສົມ

• ເຊລາມິກເຊວເຊື້ອໄຟອຸນຫະພູມສູງ

• ລະບົບການແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນ ແລະ ການຄຸ້ມຄອງ

ໃນຂະນະທີ່ການນຳໃຊ້ລົດໄຟຟ້າ (EV) ເລັ່ງຂຶ້ນ, ການເຊື່ອມຕໍ່ລະຫວ່າງ SiC ລະດັບເຄິ່ງຕົວນຳ ແລະ ລະບົບເກັບຮັກສາພະລັງງານຈະສືບຕໍ່ຂະຫຍາຍຕົວ.

5. ການຜະລິດເພີ່ມເຕີມ ແລະ ວັດສະດຸປະສົມ

ຜົງ SiC ໃນປັດຈຸບັນມີບົດບາດໃນການຜະລິດແບບເພີ່ມເຕີມ (AM), ໂດຍສະເພາະສຳລັບການພິມ 3D ເຊລາມິກ ແລະ ວັດສະດຸປະສົມໂລຫະ.

ຜົນປະໂຫຍດລວມມີ:

• ຄວາມເຂັ້ມແຂງທາງກົນຈັກທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ

• ນ້ຳໜັກເບົາລົງດ້ວຍຄວາມແຂງແກ່ນທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ

• ທົນທານຕໍ່ການສວມໃສ່ ແລະ ການຜຸພັງສູງ

ວັດສະດຸເຫຼົ່ານີ້ໃຫ້ບໍລິການໃນການບິນອະວະກາດ, ການປ້ອງກັນປະເທດ ແລະ ຍານຍົນ ບ່ອນທີ່ຄວາມທົນທານດ້ານນ້ຳໜັກເບົາເປັນສິ່ງສຳຄັນ.

6. ການນຳໃຊ້ໜ້າທີ່ທາງດ້ານແສງ ແລະ ອິນຟາເຣດ

SiC ມີຄຸນສົມບັດທາງແສງທີ່ເອື້ອອຳນວຍໃນຄວາມຍາວຄື້ນອິນຟາເຣດ, ເຮັດໃຫ້ສາມາດນຳໃຊ້ໄດ້ໃນ:

• ປ່ອງຢ້ຽມ IR

• ອົງປະກອບຄວາມຮ້ອນລະດັບອະວະກາດ

• ເຊັນເຊີ ແລະ ເຄື່ອງກວດຈັບ

• ການເຄືອບປ້ອງກັນ

ຕະຫຼາດເຫຼົ່ານີ້ຕ້ອງການວັດສະດຸທີ່ສາມາດຢູ່ລອດຈາກຄວາມຮ້ອນແລະລັງສີອະວະກາດໄດ້.

7. ການນຳໃຊ້ວິສະວະກຳສິ່ງແວດລ້ອມ ແລະ ເຄມີ

ເນື່ອງຈາກຄວາມບໍ່ສະໝ່ຳສະເໝີທາງເຄມີຂອງມັນ, ຜົງຝຸ່ນ SiC ຍັງຮອງຮັບລະບົບການກັ່ນຕອງຂອງແຫຼວອຸດສາຫະກຳ ແລະ ລະບົບການປຸງແຕ່ງທາງເຄມີ.

ຕົວຢ່າງປະກອບມີ:

• ເຍື່ອກອງເຊລາມິກ

• ຕົວສົ່ງກາຕາລິດ

• ວາວ ແລະ ປະທັບຕາທີ່ທົນທານຕໍ່ການກັດກ່ອນ

• ເຕັກໂນໂລຊີນ້ຳເສຍອຸດສາຫະກຳ

ເຍື່ອເຊລາມິກ SiC ຖືກພິຈາລະນາວ່າມີຄວາມຫວັງດີໃນລະບົບການກັ່ນຕອງທີ່ມີການໂຫຼດສູງ ເນື່ອງຈາກມີການເປິະເປື້ອນຕ່ຳ ແລະ ອາຍຸການເກັບຮັກສາທີ່ຍາວນານ.

ທັດສະນະຕະຫຼາດ ແລະ ແນວໂນ້ມໃນອະນາຄົດ

ເທຊິລິກອນຄາໄບອຸດສາຫະກຳຄາດວ່າຈະເຕີບໂຕຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນທົດສະວັດຕໍ່ໄປ, ໂດຍມີແຮງຂັບເຄື່ອນຈາກ:

• ການຮັບຮອງເອົາສານເຄິ່ງຕົວນຳລົດໄຟຟ້າ

• ພະລັງງານທົດແທນ ແລະ ເອເລັກໂຕຣນິກພະລັງງານ

• ການຜະລິດແວັບ ແລະ ອໍແກນິກທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາສູງ

• ເຊລາມິກປະສິດທິພາບສູງ

• ວັດສະດຸນ້ຳໜັກເບົາສຳລັບການບິນອະວະກາດ

ນັກວິເຄາະຄາດຄະເນວ່າຄວາມຕ້ອງການຜົງຂະໜາດນ້ອຍທີ່ມີຄວາມລະອຽດສູງ, ກົມ, ແລະ ມີຄວາມບໍລິສຸດສູງເປັນພິເສດຈະເພີ່ມຂຶ້ນຍ້ອນວ່າການນຳໃຊ້ລະດັບສູງມີການຂະຫຍາຍຕົວ.

ສະຫຼຸບ

ຈາກການນຳໃຊ້ແບບຂັດແບບດັ້ງເດີມ ຈົນເຖິງເຕັກໂນໂລຊີເຄິ່ງຕົວນຳ ແລະ ພະລັງງານລຸ້ນຕໍ່ໄປ, ຜົງຊິລິກອນຄາໄບດ໌ ກຳລັງພັດທະນາໄປສູ່ວັດສະດຸທີ່ສຳຄັນທີ່ຊ່ວຍໃຫ້ມີອິດທິພົນຕໍ່ນະວັດຕະກຳອຸດສາຫະກຳທີ່ທັນສະໄໝ. ໃນຂະນະທີ່ອຸດສາຫະກຳຕ່າງໆສະແຫວງຫາປະສິດທິພາບ, ຄວາມແມ່ນຍຳ ແລະ ຄວາມທົນທານທີ່ສູງຂຶ້ນ, ບົດບາດຂອງຜົງ SiC ຈະຂະຫຍາຍຕົວທັງໃນຂະແໜງການທີ່ມີຢູ່ແລ້ວ ແລະ ຂະແໜງການທີ່ພົ້ນເດັ່ນຂຶ້ນ.