A virágzó iparral a globális energiafogyasztás évről évre nőtt. Kínában a gépjárművek szennyeződése a levegőszennyezés fontos forrássá, a hamu- és fotokémiai szmog szennyezésének egyik fontos oka, és a gépjárművek szennyezésének megelőzése és ellenőrzése sürgetővé vált. Az energiatakarékosság és a kibocsátás csökkentése fontos kérdéssé vált az autóipar fejlődésében. Ezért az új energetikai járművek erőteljes fejlesztése stratégiai intézkedés az energiamegtakarítás és a kibocsátás csökkentése érdekében, és elősegíti a kínai autóipar fenntartható fejlődését.
Jelenleg az EV (tiszta elektromos jármű) és a HEV (hibrid elektromos jármű) elektromos meghajtó alkatrészei főleg szilícium (Si) alapú erőművekből állnak. Az elektromos járművek fejlesztésével nagyobb követelményeket támasztottak az elektromos hajtások miniatürizálására és súlycsökkentésére. Az anyagkorlátozások miatt azonban a hagyományos szilícium-alapú erőművek sok tekintetben megközelítették anyagi tulajdonságaikat, vagy akár elérték is azokat. Ezért a különféle gépjárműgyártók nagy reményeket képviselnek a szilícium-karbid (SiC) erőművek új generációja iránt.
A szilícium-karbid által képviselt harmadik generációs félvezetők jelentős előnyökkel bírnak a hagyományos félvezető anyagokkal szemben, mint például a monokristályos szilícium és a gallium-arzenid, mint például a nagy hővezető képesség, a nagy bomlási térerősség, a nagy telítettségű elektron-sodródási sebesség és a nagy kötési energia. A nagy kémiai stabilitás és az erős sugárállóság meghatározta, hogy a szilícium-karbid helyettesíthetetlen helyzetben van számos területen. Főként az alábbiak szerint:
(1) A SiC magas hővezető képességgel rendelkezik (4,9 W / cm • K-ig), ami 3,3-szorosa a Si-nek. Ezért a SiC anyagnak jó hőelvezetési hatása van. Elméletileg a SiC-hajtómű 175 ° C-os keresztezési hőmérsékleten működhet, így a hűtőborda térfogata jelentősen csökkenthető, ami alkalmas a magas hőmérsékleten működő eszközök gyártására.
(2) A szilíciumdioxid nagy bomlási térerősséggel bír, és a bontási elektromos mező tízszeresére növekszik a Si értékénél, tehát nagyfeszültségű kapcsolókra alkalmas, és nagy teljesítménykezelési képességgel rendelkezik, így a szilíciumdioxid-anyagok alkalmasak nagy teljesítmény előállítására, nagyáramú készülékek.
(3) A SiC nagy telítettségű elektron-sodródási sebességgel rendelkezik, amely kétszerese a Si értékének, és alig csillapítja a nagy terepeket, és magas mezõfeldolgozási képessége erõs. Ezért a SiC anyag alkalmas nagyfrekvenciás készülékekhez.
A szilícium-dioxid monokristály a leginkább érett harmadik generációs félvezető anyag az elõkészítési technológiában. Ezért a SiC az egyik ideális anyag magas hőmérsékletű, nagyfrekvenciás, nagy teljesítményű, nagyfeszültségű készülékek gyártásához.
Közismert, hogy a nagy teljesítmény sűrűség, a nagy feszültség, a nagy áramú IGBT teljesítménymodulok a legfontosabb alkotóelemek az inverterben. Minél nagyobb az energia sűrűsége, annál kompaktabb az elektromos meghajtó rendszer felépítése, és annál nagyobb az azonos térfogatú teljesítmény. A SiC-eszközök nagy áramsűrűsége miatt (pl. Az Infineon termékek akár 700 A / cm2-ig) a teljes SiC-teljesítménymodul mérete lényegesen kisebb, mint a Si IGBT energiamodul ugyanolyan teljesítményszinten, ezáltal jelentősen csökkentve a tápegység modul.
