탄화 실리콘으로 대표되는 3 세대 반도체는 고주파, 고효율, 고출력, 내고압, 내고온성, 내방사성 등 우수한 성능을 갖추고 있다. 에너지 절약 배출 감축, 지능형 제조, 정보 보안 등 국가의 주요 전략적 요구에 부합하는 특징들이 많다. 차세대 이동통신, 신에너지자동차, 고속철도 등 산업의 자주혁신, 발전, 변신 업그레이드를 지탱하며 글로벌 반도체 기술과 산업 경쟁의 초점이 되고 있다.
탄화 규소는 명백한 성능 이점을 가지고 있습니다.
탄화 규소의 금지 폭이 실리콘의 3 배이기 때문에 탄화 규소 소자의 누설 전류는 실리콘 소자보다 현저히 작기 때문에 전력 손실이 감소한다. 둘째, 탄화 규소는 고전압을 견딜 수 있으며, 파괴 전기장 강도는 실리콘의 10 배 이상이다. 마지막으로, 탄화 규소는 고온에 견딜 수 있다. 탄화 실리콘은 실리콘보다 열전도율이 높기 때문에 장비에서 열을 쉽게 방출할 수 있습니다. 그러나 현재 각종 탄화 규소 부품의 비용은 실리콘 기반 부품의 2.4-8 배에 달하며, 이 중 기판 비용과 외연 비용이 각각 47% 와 23% 를 차지한다.
탄화 실리콘 라이닝의 글로벌 시장 구도를 보면 20 18 년 미국 CREE 가 62% 의 시장 점유율로 선두를 차지했고, 이어 미국 II-VI 가 뒤를 이었다. 시장 점유율은 약 16% 였다. 일반적으로 미국 제조업체는 탄화 규소 시장을 주도합니다.
전기 자동차는 탄화 규소 시장의 폭발을 촉진합니다.
3 세대 반도체의 또 다른 중요한 제품인 탄화 실리콘은 전기자동차 업계의 급속한 성장으로 폭발적인 기회를 맞이하게 될 것이다.
새로운 에너지 자동차가 발전함에 따라 전력 반도체 장치에 대한 수요가 갈수록 커지고 있다. 자료에 따르면 기존 연료 자동차의 반도체 소자의 평균 가치는 355 달러이고, 신에너지 자동차에서는 반도체 소자의 가치가 695 달러로 거의 두 배로 늘었다. 이 중 전력장치의 증가는 17 달러에서 265 달러로 가장 두드러졌으며 성장률은 15 배에 육박했다. 현재 새로운 에너지 자동차가 사용하는 대부분의 전력 반도체는 실리콘 기반 IGBT, 실리콘 기반 MOSFET 등과 같은 실리콘 기반 장치입니다. 기술과 제품이 성숙함에 따라 제 3 세대 반도체가 점차 대부분의 실리콘 기반 제품을 대체할 것이며, 시장에서 탄화 실리콘에 대한 수요가 갈수록 커지고 있다.
20 19 탄화 실리콘으로 대표되는 3 세대 반도체 전력 전자 장비가 전기자동차 분야에서 빠르게 발전하고 있다. 전 세계 20 여 개 자동차 제조업체가 자동차 충전기에 탄화 규소 설비를 사용하고 있다. 테슬라 모델 3 인버터는 ST 마이크로 일렉트로닉스의 전 탄화 규소 전력 모듈을 사용합니다. 각 자동차 제조사들은 앞으로 몇 년 안에 주 인버터에 탄화 규소 전력 전자장치를 사용할 계획이다. 충전 인프라의 경우, Taida 는 제너럴모터스 (International) 와 협력하여 탄화 규소 전력 반도체 장치를 개발하여 400KW 이동식 고속 판독 충전기에 적용했습니다. 전기 구동 방면에서 코리아는 실리콘 실리콘 기반 인버터의 전기 구동 동력 총집합체 개발을 추진하기 위한 전략적 협력 협정을 체결했다. (윌리엄 셰익스피어, 실리콘, 전기, 전기, 전기, 전기, 전기, 전기, 전기)
광전지 산업에 탄화 규소 적용
태양열 응용에서는 실리콘 기반 기존 인버터의 비용이 시스템의 10% 정도를 차지하지만 이는 시스템 에너지 손실의 주요 원인 중 하나입니다. 탄화 규소 MOSFET 또는 탄화 규소 MOSFET 와 탄화 규소 SBD 가 결합 된 전력 모듈 태양 광 인버터는 변환 효율을 96% 에서 99% 이상으로 높이고 에너지 소비를 50% 이상 줄이며 장비 수명을 50% 연장하여 시스템 볼륨 감소, 전력 밀도 향상, 장비 수명 연장, 제조 비용 절감 등의 효과를 얻을 수 있습니다. 고효율, 고전력 밀도, 높은 신뢰성 및 저렴한 비용은 미래의 태양열 인버터의 발전 추세입니다. 탄화 규소 제품은 실리콘 기반 장치 연결과 중앙 집중식 광전지 인버터를 점진적으로 대체할 것으로 예상된다.
탄화 실리콘의 산업 체인은 차례로 상류 안감, 중류 외연판 제조, 하류 부품 제조이다. 전체 탄화 규소 산업에서 미국, 일, 유럽은 업계 내 3 대 거물이다. 그 중 미국은 세계 최대 규모이며 세계 탄화 규소 생산량의 70 ~ 80% 를 차지한다. 코리아는 탄화 규소 웨이퍼 시장에서 60% 의 점유율을 가지고 있습니다. 유럽은 완전한 탄화 실리콘 라이닝, 외연, 부품 및 응용 산업 체인을 갖추고 있어 전 세계 전력 전자 시장에 강력한 영향력을 가지고 있다. 일본은 장비 및 모듈 개발 분야에서 절대적으로 앞서고 있다. 1980 년대 이후 미국, 일, 유럽 등 선진국들은 항공 우주, 군사, 기술 분야의 선두 자리를 유지하기 위해 광대역 반도체 기술을 매우 중요한 전략적 위치에 두고 있다. 이들 국가와 지역은 탄화 실리콘 반도체 분야에서 세계 선두를 달리고 있다. 탄화 실리콘 반도체 소자의 산업화는 주로 영비링, 코레, GE, 로마, 도요타를 대표한다.
국내 탄화 규소 반도체 업체들이 따라잡기 위해 노력하고 있다.
미국, 일본, 유럽에 비해 중국의 탄화 규소 기업들은 여전히 기술과 생산 능력 면에서 부족하다. 중국은 세계 최대의 소비시장을 보유하고 있으며, 그 성장률은 세계 평균보다 높다. 중국의 3 세대 반도체 산업은 20 15 이후 빠르게 성장하고 있다. 터미널 시장에서 미래의 응용은 인공지능, 신에너지자동차, 자동운전, 5G 기술, 차네트워킹 등으로 광범위하게 확대될 것으로 보인다. 제 3 세대 반도체 부품은 신흥 응용 분야에 빠르게 침투하여 국내 시장화 진도가 해외보다 현저히 빠르다. 현재, 우리나라의 탄화 규소 산업 체인은 이미 규모를 갖추기 시작했고, 탄화 규소 산업화의 기초를 갖추고 있다. 국내 기업은 본토 시장 응용에서 커브길을 따라 추월할 것으로 예상되며, 다코다, 산둥 다옥아, 허베이 동광 등 일부 대표기업의 경쟁력이 높아지고 있다.
탄화 실리콘 반도체는 광범위한 잠재적 응용을 가지고 있으며, 새로운 에너지 자동차, 태양열 발전 등 전력 관련 분야에서 잠재적 가치를 가지고 있다. 하류 산업은 무게가 가볍고, 변환 효율이 높고, 발열량이 낮은 반도체 전력 장치에 대한 수요가 커지면서 탄화 실리콘으로 전력 부품 중 실리콘을 대체하는 것이 산업 발전의 필연이다. 그러나 실리콘 카바이드 단결정과 외연 재료의 고비용 및 재료 결함 문제는 아직 완전히 해결되지 않아 제조가 어렵고 미성숙한 부품 포장은 고주파 고온 응용 수요를 충족시킬 수 없고, 전 세계 실리콘 카바이드 기술과 산업은 여전히 일정한 차이가 있어 실리콘 카바이드 부품 시장의 확대를 어느 정도 제한하고 있다.
탄화 실리콘 재질은 내열성, 내식성, 열전도성이 뛰어나 응용 전망이 매우 넓다. 탄화 실리콘은 제 3 세대 반도체 소재로 점점 더 외부의 관심을 받아 국내외 연구 핫스팟이 되고 있다. 미래 발전 공간은 무한하다. 각국이 배치를 강화하는 동시에 우리나라 탄화 실리콘 반도체의 전반적인 연구 개발을 가속화하고 자주적이고 국제경쟁력을 갖춘 탄화 실리콘 소재와 부품 산업을 만들어야 한다.
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